磁矩計算器

磁矩能簡潔地描述磁源表現為磁偶極子的強弱及其指向。對通有穩定電流的單一平面迴路，磁矩大小為 μ = IA，即電流乘以迴路圍成的面積。國際單位制單位為安培平方公尺 (A·m²)。方向垂直於迴路：右手四指沿傳統電流方向彎曲，拇指所指即為磁矩向量方向。 外部磁場可使迴路轉動。力矩大小為 τ = μB sin(θ)，其中 θ 是磁矩與磁場的夾角。兩向量垂直時力矩最大，平行或反平行時為零。此轉動效應是動圈式儀表、直流馬達、揚聲器及電磁學入門示範的核心原理。計算器會先轉換以度輸入的角度，再套用正弦函數。 同一交互作用也具有位能 U = -μB cos(θ)。依此參考約定，與磁場同向時位能為負且最低；反平行時為正且最高；垂直時位能為零但力矩最大，因此若無拘束，迴路會立即傾向轉動。力矩與能量描述了同一磁交互作用的互補面向。 本頁模擬單一理想迴路。對於 N 匝相同且緊密排列的線圈，請將 IA 乘以 N，或使用包含匝數的專用磁偶極矩計算工具。面積須為電流路徑圍成的面積，而不是導線表面積或截面積。圓形迴路面積為 πr²，矩形則為寬乘高。輸入前請將平方公分換算為平方公尺，將毫特斯拉換算為特斯拉。均勻磁場近似假設整個迴路上的磁場大小與方向相同。變動磁場中的大型迴路、磁芯、不規則幾何與強耦合系統，可能需要向量積分或實測材料資料。在這些假設下，本工具可為課業、實驗規劃、工程估算及快速單位核對提供相互一致的磁矩、力矩與位能。比較三項輸出也有助於發現角度定義錯誤：角度是相對於迴路法向的磁矩向量量測，而非相對於迴路平面。