3.4. Характеристики магнитного поля в магнетиках. Характеристики магнитного поля кратко

ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Магнитная индукция.Интенсивность магнитного поля характеризуется магнитной индукцией В. Чем сильнее магнитное поле, созданное постоянным магнитом или электромагнитом, тем большую индукцию оно имеет. Направление действия электромагнитной силы Fна проводник определяется правилом левой руки (рис.3).

 

Если расположить левую руку так, чтобы магнитные линии пронизывали ладонь, а вытянутые четыре пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление действия электромагнитной силы.

По этой силе можно судить об интенсивности магнитного поля, т. е. о его магнитной индукции. Если на проводник длиной 1 м с током 1 А, расположенный перпендикулярно магнитным линиям в равномерном магнитном поле, действует сила в 1 Н, то магнитная индукция такого поля равна 1 Тл (тесла).

Запомните

Магнитная индукция — векторная величина: в каждой точке поля вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитным силовым линиям.

 

Магнитный поток. Величина, измеряемая произведением магнитной индукции

Вна площадь S, перпендикулярную вектору магнитной индукции, называется магнитным потоком Ф:

Магнитную индукцию выражают в теслах, а площадь — в квадратных метрах, поэтому единица магнитного потока — вебер:

 

Магнитодвижущая сила. Способность тока возбуждать магнитное поле характеризуется магнитодвижущей силой (МДС), Действующей вдоль замкнутой магнитной силовой линии. Магнитодвижущая сила равна току, создающему магнитное поле, и выражается в амперах.

 

 

Рис. 3. Определение направления действия

электромагнитной силы на проводник с током

согласно правилу левой руки

 

 

Для проводника с током I МДС равна току I. В общем случае, когда замкнутый контур магнитной силовой линии охватывает несколько токов, суммарная МДС равна сумме токов.

 

Для катушки с числом витков w и током I (рис. 4) МДС равна:

 

Напряженность магнитного поля. Магнитодвижущая сила, при­ходящаяся на единицу длины магнитной силовой линии, называется напряженностью магнитного поля Н и выражается в амперах на метр (А/м).

 

Если физические условия вдоль всей длины магнитной линии одинаковы, то

 

Например, вокруг прямолинейного проводника с током Iлинии магнитного поля представляют собой концентрические окружности переменного радиуса х, длина каждой из которых = 2 х. В этом случае напряженность

 

Запомните

По мере удаления от проводника напряженность поля снижается.

 

Магнитная проницаемость. Магнитная индукция зависит не только от силы тока, проходящего по прямолинейному проводнику или индуктивной катушке,

но и от свойств среды, в которой создается магнитное поле. Величиной, характеризующей магнитные свойства среды служит абсолютная магнитная проницаемость .Она определяется отношением магнитной индукции В к напряженности магнитного поля Н и измеряется в генри на метр (Гн/м):

 

Рис. 4.Тороидальная катушка

 

Абсолютная магнитная проницаемость вакуума для воздуха и других неферромагнитных материалов она незначительно отличается от магнитной проницаемости вакуума и при технических расчетах принимается равной Так как абсолютная магнитная проницаемость для вакуума и указанных ранее материалов практически одинакова, то называется магнитной постоянной.

Абсолютная магнитная проницаемость ферромагнитных материалов непостоянна и во много раз превышает магнитную проницаемость вакуума.

Число, показывающее, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость ферромагнитного материала больше магнитной постоянной, называется относительной магнитной проницаемостью , или (сокращенно) магнитной проницаемостью:

 

Пример .1. Сталь при определенных условиях обладает абсолютной магнитной проницаемостью , равной 0,0008792 Гн/м. Определить относительную магнитную проницаемость этой стали.

Решение

Относительная магнитная проницаемость

Рис.5. Семейство кривых намагничивания: 1- технически чистого железа;

2 — электротехнической стали; 3 — пермаллоя

Семейство кривых намагничивания технически чистого железа (1), электротехнической стали (2) и пермаллоя (3) приведено на рис. 5. Эти материалы широко применяются в трансформаторах, электротехнических машинах и аппаратах.

Как видно из кривых намагничивания (см. рис..5), способность материалов намагничиваться (их магнитная проницаемость) в слабых полях велика, а затем с ростом индукции постепенно уменьшается.

Магнитная проницаемость магнитных материалов — величина изменяющаяся, зависящая от степени их намагничивания. При одной и той же напряженности магнитного поля (см. рис..5) магнитная индукция в чистом железе больше, чем в электротехнической стали. Это объясняется тем, что магнитная проницаемость чистого железа больше магнитной проницаемости электротехнической стали.

 

Пример..2. Напряженность магнитного поля катушки Н = 750 А/м, абсолютная проницаемость сердечника , = 0,0008792 Гн/м. Определить магнитную индукцию сердечника.

 

Решение

Магнитная индукция сердечника

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. От каких величин зависит напряженность магнитного поля?

2. В каких единицах измеряется магнитная индукция?

3. Что называется относительной магнитной проницаемостью ц?

4. От каких параметров зависит магнитная индукция?

5. В каких единицах измеряется магнитный поток?

 

 



infopedia.su

3.4. Характеристики магнитного поля в магнетиках

Магнитное поле в магнетиках является результатом суперпозиции внешнего поляи собственного магнитного поля магнетика:

.

В общем случае для произвольного замкнутого контура l в магнетике по теореме о циркуляции вектора магнитной индукции (подразд. 1.6) имеем

. (3.19)

Ток, охватываемый контуром l, представлен как алгебраическая сумма токов проводимости и алгебраическая сумма молекулярных токов Ампера, проходящих через поверхностьS, ограниченную контуром l (рис. 47).

Молекулярные токи, не охватывающие контур, дважды пересекают эту поверхность: один раз в одном направлении, другой раз – в противоположном. Вклад таких токов в суммарный ток равен нулю. Молекулярные токи, охватывающие контурl, пересекают поверхность S один раз и должны быть учтены в сумме токов Ампера .

Найдем вкладтоков, которые охватывают малый элементконтура. Построим косой цилиндр, ось которого совпадает с, основания параллельны плоскостям круговых молекулярных токов (рис. 48). Площадь основания косого цилиндра равна площади, ограниченной молекулярным током. Как видно из рис. 48, элемент контура, образующий с направлением вектора намагничивания угол , охватывается теми молекулярными токами, центры которых попадают внутрь косого цилиндра объемомdV, который определяется формулой

.

Если n – число атомов (молекул) в единице объема магнетика, то для суммарного тока, охватывающего элемент , получаем

,

где – сила молекулярного тока, магнитный момент которого

.

Следовательно, выражение представляет собой магнитный момент единицы объема, т. е. модуль вектора , а =, где– проекция вектора на направление элемента . Таким образом, для суммарного молекулярного тока, охватывающего элемент, получаем

. (3.20)

Полную сумму молекулярных токов получим, проинтегрировав (3.20) по замкнутому контуру l:

. (3.21)

Иными словами, циркуляция вектора намагничивания по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме молекулярных токов, проходящих через поверхность S, ограниченную этим контуром.

Подстановка (3.21) в (3.19) приводит к выражению

,

откуда

. (3.22)

Введем вектор напряженности магнитного поля

. (3.23)

Равенство (3.23) является определением напряженности магнитного поля. Тогда для проекции напряженности магнитного поля на направление элементарного перемещения получаем

. (3.24)

Подстановка (3.24) в (3.22) приводит к теореме о циркуляции напряженности магнитного поля:

. (3.25)

Таким образом, циркуляция напряженности магнитного поля по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов проводимости, охватываемых этим контуром. Если контур проведен внутри проводящей среды, в которой текут токи проводимости, то (3.25) удобно представить в виде

, (3.26)

где – проекция вектора плотности тока проводимости на направление нормали к элементу поверхности.

Из (3.23) следует

. (3.27)

Как показывает опыт, намагниченность для пара- и диамагнетиков пропорциональна напряженности магнитного поля:

. (3.28)

Коэффициент пропорциональности называется магнитной восприимчивостью.

Подстановка (3.28) в (3.27) дает связь между напряженностью и магнитной индукцией:

,

где называется магнитной проницаемостью вещества. Магнитная восприимчивостьи магнитная проницаемость– величины, характеризующие магнитные свойства диамагнетиков и парамагнетиков.

У диамагнетиков магнитные моменты атомов (молекул) и вектор намагниченности направлены противоположно вектору магнитной индукции и напряженности магнитного поля. Для диамагнетиков ,.

У парамагнетиков магнитные моменты атомов (молекул), вектор намагниченности , вектор магнитной индукции и напряженность магнитного поля направлены в одну сторону. Для парамагнетиков при комнатных температурах ,. С ростом температуры магнитная восприимчивость уменьшается (– закон Кюри).

studfiles.net

ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

Количество просмотров публикации ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ. - 218

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.

Магнитное поле –одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и ее скорости.

Магнитное поле изображается силовыми линиями, касательные к которым совпадают с ориентацией магнитных стрелок, внесенных в поле (рис. 3.1). Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, магнитные стрелки как бы являются пробными элементами для магнитного поля.

За положительное направление магнитного

поля условно принимают направление

северного полюса магнитной стрелки.

Можно утверждать, что магнитное поле

и электрический ток — взаимосвязанные явления.

Вокруг проводника, в котором существует ток,

всœегда имеется магнитное поле, и, напротив -

в замкнутом проводнике, движущемся в

магнитном поле, возникает ток.

Рассмотрим количественные характеристики

магнитного поля.

Магнитная индукция В —

векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Эта характеристика является основной характеристикой магнитного поля, так как определяет электромагнитную силу, а также ЭДС индукции в проводнике, перемещающемся в магнитном поле.

Единицей магнитной индукции является вебер, делœенный на квадратный метр, или тесла (Тл):

[В] =1Вб/1 м2 = 1 Тл.

Абсолютная магнитная проницаемость среды μa — величина, являющаяся коэффициентом, отражающим магнитные свойства среды:

где μ0 = 4π*10-7 (Ом*с)/м — магнитная постоянная, характеризующая магнитные свойства вакуума.

Единицу Ом*секунда (Ом*с) называют генри (Гн) Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, [μ0]=Гн/м.

Величину μr, называют относительной магнитной проницаемостью среды. Она показывает, во сколько раз индукция поля, созданного током в данной среде, больше или меньше, чем в вакууме, и является безразмерной величиной.

Для большинства материалов проницаемость μr постоянна и близка к единице. Для ферромагнитных материалов μr является функцией тока, создающего магнитное поле, и достигает больших значений (102-105).

Напряженность магнитного поля Н — векторная величина, которая не зависит от свойств среды и определяется только токами в проводниках, создающими магнитное поле.

Направление вектора Н (рисунок 3.1) для изотропных сред совпадает с вектором В и определяется касательной проведенной в данной точке поля (точка А) к силовой линии. Напряженность связана с магнитной индукцией соотношением

Единица напряженности магнитного поля — ампер на метр:

[Н] =1А / 1 м

Приведенные характеристики магнитного поля

являются основными.

Теперь рассмотрим производные характеристики.

Магнитный поток Ф — поток магнитной индукции.

На рисунке 3.2 показано однородное магнитное

поле, пересекающее площадку S. Магнитный поток Ф

через площадку S в однородном магнитном поле

равен произведению нормальной составляющей

вектора индукции Вn на площадь S площадки:

Ф=ВnS=BS cos β

Магнитное напряжение (рисунок 3.3, а) в однородном магнитном поле определяется как произведение проекции Hℓ вектора Н на отрезок АВ и длину этого отрезка ℓ:

В случае, когда поле неоднородно или участок, вдоль которого определяется Um не прямолинœейный, участок разбивается на элементарные участки Δℓ. Тогда в пределах малого участка Δℓ поле можно считать однородным, а участок прямолинœейным.

referatwork.ru

Характер магнитного поля

     Характер  магнитного поля, создаваемого как  постоянными магнитами, так и электрическими токами, в значительной степени зависит от свойств окружающей среды. Известно, например, что при внесении различных материальных тел в пространство между двумя проводниками с током сила их взаимодействия изменяется. При переходе границы раздела двух сред с различными значениями магнитной проницаемости в общем случае меняется число силовых линий магнитного поля. Все эти свойства обусловлены намагничиванием веществ.

     Явление намагничивания в определенной мере аналогично электрической поляризации диэлектриков, поэтому для выяснения его физической сущности обратимся к молекулярной структуре веществ.

     В любом проводнике или диэлектрике, имеющем ионную структуру или состоящем из нейтральных молекул, внутри отдельных ионов или молекул имеет место орбитальное движение электронов вокруг ядер атомов. Вращающийся относительно ядра электрон соответствует микроскопическому круговому току , который эквивалентен элементарному магнитному диполю с моментом 

где - векторная площадь орбиты электрона. Этот момент называется орбитальным магнитным моментом электрона.

     Наряду  с орбитальным моментом, электрон обладает спиновым магнитным моментом, связанным с вращением электрона  вокруг собственной оси. Однако магнитное  поле, обусловленное спином электрона, очевидно, тоже может быть сведено  к полю микроскопических токов, каким-то образом распределенных в пространстве. Поэтому в дальнейшем предполагается, что электрон эквивалентен элементарному магнитному диполю с моментом , который в конечном итоге обусловлен наличием микроскопических токов.

     По  характеру процессов при намагничивании различают три вида веществ: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

     К диамагнетикам относятся вещества, у которых магнитные моменты элементарных диполей (моменты электронов) в отсутствие внешнего магнитного поля ориентированы произвольно. Вследствие этого их магнитные поля взаимно компенсируются и молекулы (ионы) в целом не проявляют магнитных свойств. Под воздействием внешнего магнитного поля элементарные диполи занимают положения, при которых направление их моментов близко к направлению вектора напряженности внешнего поля. Каждая молекула приобретает магнитный момент , который определяется как геометрическая сумма моментов элементарных диполей: 

     Таким образом, молекулы диамагнетика становятся магнитно-полярными, а их моменты, так  же как и моменты элементарных диполей, совпадают с направлением внешнего магнитного поля. В этом заключается процесс намагничивания диамагнитных веществ.

     Если  частицы диамагнитных веществ приобретают  магнитный момент лишь под воздействием внешнего магнитного поли, то частицы (т. е. атомы и молекулы) парамагнитных веществ обладают собственным магнитным моментом даже при отсутствии внешнего поля (магнитно-полярные молекулы). [Исследования показывают, что природа пара- и ферромагнетизма обусловлена главным образом спиновым магнитным моментом электронов] Однако в обычном состоянии эти вещества, так же как и диамагнетики, не проявляют магнитных свойств из-за хаотической ориентации моментов молекул (атомов). Намагничивание парамагнетиков объясняется тем, что под действием сил внешнего поля магнитно-полярные частицы поворачиваются и их моменты ориентируются в соответствующем направлении.

     Как в диамагнитных, так и в парамагнитных  веществах намагничивание исчезает с исчезновением внешнего поля.

     Наконец, третью, особую группу веществ составляют ферромагнетики. Как и в парамагнитных веществах, их намагничивание вызывается упорядочением ориентации магнитных моментов атомов. Однако намагничивание ферромагнетиков сопровождается целым рядом весьма сложных явлений, таких, как остаточный магнетизм, самопроизвольное (спонтанное) намагничивание и др.

     Каждый  атом ферромагнетика находится в сильном магнитном поле («молекулярном поле») смежных с ним атомов. В этих условиях энергия атома, эквивалентного магнитному диполю, согласно (где – напряженность внешнего магнитного поля), зависит от ориентации его момента по отношению к молекулярному полю. Причем энергия имеет тем меньшее значение, чем ближе момент атома совпадает с направлением молекулярного поля. Стремясь к положению, при котором энергия минимальна, атомы, таким образом, имеют тенденцию ориентироваться в одном и том же направлении. Эта способность атомов должна, казалось бы, приводить к самопроизвольному (спонтанному) намагничиванию ферромагнетиков. Между тем, в обычном состоянии большинство представителей ферромагнитных веществ (например, железо) не проявляет магнитных свойств. Объяснить это можно тем, что ферромагнитные вещества распадаются на ряд микроскопически малых автономных областей (области Вейсса), каждая из которых самопроизвольно намагничена до определенного состояния. Однако в отсутствие внешних воздействий направление намагничивания областей Вейсса различно, и средний магнитный момент всего тела оказывается равным нулю. При наложении внешнего магнитного поля ориентация моментов таких областей упорядочивается. В результате происходит намагничивание ферромагнетика, частично остающееся даже после исчезновения внешнего магнитного поля. Остаточное намагничивание сохраняется до тех пор, пока на тело не начнут действовать новые факторы, такие как нагревание, магнитное поле обратного направления и т.п.

     Таким образом, под воздействием внешнего магнитного поля в любом веществе образуется внутреннее поле, вызванное  микроскопическими токами. Внутреннее поле, взаимодействуя с внешним, изменяет его.

     Количественно часть поля, обусловленную наличием вещества, принято характеризовать вектором магнитной поляризации, который определяется как векторная сумма магнитных моментов молекул в единице объема вещества 

     Вектор  магнитной поляризации показывает, насколько магнитная индукция в  данной среде отличается от индукции в вакууме:   

Введем  магнитную восприимчивость среды  по формуле:  

И запишем (4) как:  

Величина может быть как положительной, так и отрицательной.

     Диамагнетики обладают отрицательной восприимчивостью (для них , а ), т. е. направление вектора намагничивания у них противоположно направлению вектора напряженности намагничивающего поля. Так же, как и электрическая восприимчивость диэлектриков, состоящих из нейтральных молекул, магнитная восприимчивость диамагнетиков практически не зависит от температуры.

     Напротив, восприимчивость парамагнитных тел имеет положительное значение (, а ) - в них вектор намагничивания совпадает по направлению с вектором напряженности внешнего поля. Магнитная восприимчивость парамагнетиков уменьшается при возрастании температуры. В этом отношении они подобны диэлектрикам, состоящим из полярных молекул.

     Для диамагнитных и парамагнитных веществ  магнитная восприимчивость не зависит от напряженности намагничивающего поля. Векторы и (а также и ) связаны между собой линейной зависимостью. Поэтому диамагнетики и парамагнетики относятся к линейным средам.

Численные значения магнитной восприимчивости для диамагнетиков и парамагнетиков очень малы. Например, для кислорода, который является парамагнетиком, (при ), а для азота, относящегося к диамагнетикам, . Стало быть, в большинстве случаев намагничиванием этих сред можно пренебрегать и считать ().

     Восприимчивость ферромагнитных материалов при достаточно сильных внешних магнитных полях  является большой положительной величиной. [В слабых намагничивающих полях моменты областей Вейсса лишь немного отклоняются в сторону внешнего поля и при исчезновении его вновь возвращаются в исходное состояние. Поэтому в слабых полях поведение ферромагнетиков аналогично поведению парамагнетиков.] Для ферромагнетиков зависимость имеет вид петли гистерезиса (рис. 1). Поэтому величина вектора определяется не только напряженностью приложенного в настоящий момент поля, но и предшествующей историей данного образца ферромагнетика.

Рис. 1. График зависимости  магнитной поляризации  ферромагнетика от напряженности  внешнего поля 

     Так, например, если ферромагнетик ранее  не находился в магнитном поле, то при напряженности внешнего поля величина вектора магнитной поляризации определяется кривой первоначального намагничивания (участок OA) и будет равна . Если же образец уже подвергался воздействию магнитного поля, то модуль вектора в зависимости от величины и направления предшествующего поля может оказаться равным либо , либо .

     Хотя  в ферромагнетиках  и связаны между собой нелинейной и неоднозначной зависимостью, формально для них можно сохранить соотношение типа (6). Однако следует иметь в виду, что магнитная восприимчивость ферромагнетиков сложным образом зависит от напряженности внешнего поля, от предыстории данного образца и целого ряда других факторов (способа термообработки, малейших химических примесей и т. п.). Поэтому в каждом конкретном случае должна определяться по кривой в точке, соответствующей значению напряженности внешнего магнитного поля.

stud24.ru

Параметры магнитного поля

Интенсивность магнитного поля характеризуется параметрами: напряженность, магнитная индукция, магнитный поток.

Напряженностью магнитного поля называется векторная величина, характеризующая интенсивность магнитного поля в данной его точке.

Напряженность в пространстве, окружающем проводник с током, вычисляется по формуле:

где: I – сила тока в проводнике, А

а - расстояние от оси провода до выбранной точки пространства вокруг проводника, м

Напряженность магнитного поля внутри катушки (соленоида) на ее оси, если длина катушки больше диаметра.

где: w - число витков катушки

С напряженностью связано понятие о намагничивающей силе.

Намагничивающей силой называется величина, характеризующая свойство тока возбуждать магнитное поле (Fm).

Для проводника с током Fm = I.

Так как, ,

то напряженность магнитного поля – это величина численно равная намагничивающей силе, приходящейся на единицу длины магнитной силовой линии радиуса а.

Векторная величина, характеризующая интенсивность магнитного поля с учетом влияния среды, называется магнитной индукцией.

Величина магнитной индукции определяется по формуле:

или

где: μа – абсолютная магнитная проницаемость среды, Гн/м

μа = μо

где: μо – магнитная проницаемость вакуума,

μо =

μ - относительная магнитная проницаемость среды;

F - сила, действующая на проводник с током.

Магнитная индукция в сердечнике катушки

Произведение магнитной индукции В на площадь S поверхности, которую пересекает линии магнитного поля, называется магнитным потоком.

Н и В связаны соотношением

- угол между направлением вектора В и перпендикуляром к поверхности S.

В сердечнике катушки

Похожие статьи:

poznayka.org

Основные характеристики магнитного поля (МП)

Бажанкин Ю.В.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ТСС (РАЗДЕЛ МКД)

Тема1 (1час)

Введение

На судах магнитные компасы используют в качестве курсоуказателей, как основных, так и вспомогательных. По сравнению с гирокомпасами МК имеют следующие преимущества:

1. Автономность

2. Постоянную готовность к использованию

3. Обслуживание не требует высокой квалификации

4. Дешевизна, по сравнению с ГК

К числу недостатков можно отнести непостоянство девиации

Основные сведения о магнетизме, характеристики магнитного поля. Поле прямолинейного магнита.

Основные характеристики магнитного поля (МП)

Магнетизм проявляется во взаимном притягивании или отталкивании намагниченных тел. Это происходит вследствие того, что намагниченное тело … создает в пространстве магнитное поле

Определение: МП – это вид материи, способной передавать с определенной силой действие одного намагниченного тела на другое.

Источником магнитного поля создаваемого намагниченным телом являются движущиеся электрические заряды и спиновые магнитные моменты атомных носителей магнетизма (электронов, протонов и др.). Для упрощения расчетов введем понятие магнитного заряда , который примем за источник магнитного поля.

Количественная характеристика магнитного поля – сила взаимодействия между магнитными зарядами. В случае точечных магнитных зарядов m1 и m2 эта сила описывается следующим выражением:

 

(1)

где r – расстояние между m1 и m2

В формуле (1) промежуточной средой является воздух, магнитная проницаемость которого может быть принята равной 1.

Если один из магнитных зарядов принять равным единице, то сила взаимодействия между ними:

(2)

В этом уравнении H – напряженность магнитного поля.

Определение: напряженность – это сила, с которой магнитное поле воздействует на единицу магнетизма.

При этом будем считать, что эта единица заряда несет в себе магнетизм северного наименования и имеет знак «+». Напряженность магнитного поля измеряется в амперах на метр.

В современной науке основной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция. Индукция связанна с напряженностью следующим выражением:

где: — магнитная постоянная, по другому называемая магнитной проницаемостью вакуума.

Магнитная индукция измеряется в теслах. В честь Николы Тесла – серб, работал в США.

При работе с компасом на судне сила Н измеряется дефлектором в условных дефлекторных единицах, следовательно, магнитная постоянная не имеет значения и, следовательно, для работы с МК Н=В. Иначе говоря не имеет значения, что измеряется напряженность или индукция, но так как на флоте более привычным является термин напряженность, то его и используют

Напряженность и индукция – векторные величины. Кроме них существует скалярная характеристика магнитного поля – магнитный потенциал. Это не сила взаимодействия, а работа, которую необходимо затратить при перемещении единицы северного магнетизма из бесконечности в данную точку поля.

В механике работа:

Применяя к магнитному потенциалу заменим:

Следовательно, магнитный потенциал

(3)

 

Знак минус означает, что работа при перемещении из бесконечности должна затрачиваться на преодоление силы Н.

Заменим Н в соответствии с формулой (2)

(4)

где m – величина постоянная.

Проинтегрируем это выражение по r от бесконечности до r

(5)

Это выражение потенциала магнитного поля, обусловленного зарядом одного наименования, сосредоточенном в элементе объема намагниченного тела.

В более общем случае векторы можно представить через их проекции на координатные оси

перемножим скалярно эти два вектора

где X,Y,Z – составляющие напряженности магнитного поля по координатным осям.

Если мы рассмотрим это выражение как дифференциал функции трех переменных, то можно установить следующую связь между напряженностью и потенциалом магнитного поля:

(6)

т.е. частные производные от магнитного потенциала, взятые по переменным x, y, z со знаком «минус», выражают величины проекций напряженности магнитного поля в данной точке p (x, y, z) на соответствующие координатные оси.

refac.ru

индукция, поток индукции. Линии магнитного поля.

Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.

Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).

Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.

Характеристики магнитного поля:

Магнитная индукция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой F(вектор) магнитное поле действует на заряд q, движущийся со скоростью v(вектор) .

Также магнитная индукция может быть определена как отношение максимального механического момента сил, действующих на рамку с током, помещенную в однородное поле, к произведению силы тока в рамке на её площадь.

В системе СИ магнитная индукция поля измеряется в гауссах (Гс), в системе СИ — в теслах (Тл)

1 Тл = 104 Гс

Поток магнитной индукции

Поток Ф вектора магнитной индукции В через поверхность. Магнитный поток dФ через малую площадку dS, в пределах которой вектор В можно считать неизменным, выражается произведением величины площадки и проекции Bn вектора на нормаль к этой площадке, т. е. dФ=BndS. Магнитный поток Ф через конечную поверхность S определяется интегралом: Ф=SBndS.

Для замкнутой поверхности этот интеграл равен нулю, что отражает соленоидальный характер магнитного поля, т. е. отсутствие в природе магнитных зарядов — источников магнитные поля (магнитные поля создаются электрическими токами). Единица магнитного потока в Международной системе единиц (СИ) — вебер, в СГС системе единиц — максвелл; 1 Вб=108 Мкс.

Силовые линии магнитного поля

Силовыми линиями магнитного поля называются линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

По определению направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением магнитной стрелки.

14. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Электромагнитная волна. Скорость электромагнитных волн.

Вместе, магнитное и электрическое поля образуют электромагнитное поле, проявлениями которого являются, в частности, свет и все другие электромагнитные волны.

Электромагнитное поле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты.

Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) — электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды.

Электромагнитное излучение подразделяется на

• радиоволны (начиная со сверхдлинных),

• инфракрасное излучение,

• видимый свет,

• ультрафиолетовое излучение,

• рентгеновское излучение и жесткое (гамма-излучение)

Скорость электромагнитных волн равна: n = 1/v(eeommo)=с/v(em), где eo и mo — электрическая и магнитная постоянные, e и m — электрическая и магнитная проницаемость среды. В вакууме эта скорость равна скорости света, так как e= 1 и m= 1. В веществе скорость распространения электромагнитных волн всегда меньше, чем в вакууме.

В вакууме скорость электромагнитной волны равна скорости света: с = 299792458±1,2 м/с.

studfiles.net

---

• 
  Оптопара транзисторная
• 
  Ресанта сварочный аппарат страна производитель
• 
  Для выработки электроэнергии
• 
  Установка розеток для плиты
• 
  Электромагнитная волна в вакууме как распространяется
• 
  Стабилизатор напряжения с регулируемым выходом
• 
  Подключение электричества к участку без строений
• 
  Реквизиты оао петербургская сбытовая компания
• 
  Пробку выбило
• 
  Скорость ультразвука в металле
• 
  Златкрац ру передать показания