Основная характеристика магнитного поля – В этом разделе рассматриваются основные характеристики магнитного поля, магнитные поля нескольких разных источников. Также анализируются магнитные силы, действу

Ответы@Mail.Ru: характеристики магнитного поля

Основной характеристикой магнитного поля является его сила, определяемая вектором магнитной индукции

Количественной характеристикой магнитного поля служит специальная физическая величина - напряженность магнитного поля, не зависящая от магнитных свойств среды. С напряженностью связана также еще одна характеристика магнитного поля - индукция.
Индукция и напряженность являются векторами.
Направление этих векторов подчиняется правилу правого буравчика: направление магнитного поля совпадает с направлением движения конца рукоядуи буравчика с правой нарезкой, движущегося поступательно в направлении тока.
Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц, либо магнитными моментами электронов в атомах (постоянные магниты) .
В СИ магнитная индукция измеряется в Тесла

Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Можно также рассматривать магнитное поле, как релятивистскую составляющую электрического поля. Точнее, магнитные поля являются необходимым следствием существования электрических полей и специальной теории относительности. Вместе, магнитное и электрическое поля образуют электромагнитное поле, проявлениями которого являются свет и прочие электромагнитных волны.

Магнитное поле проявляется в воздействии на магнитные моменты частиц и тел, на движущиеся заряженные частицы (или проводники с током) . Сила, действующая на движущуюся в магнитном поле заряженную частицу, называется силой Лоренца. Она пропорциональна величине индукции магнитного поля, составляющей скорости, перпендикулярной направлению вектора магнитного поля, и заряду частицы.
Также магнитное поле действует на проводник с током. Сила, действующая на проводник будет называться силой Ампера. Эта сила складывается из сил, действущих на отдельные движущиеся внутри проводника заряды.

Интересно явление, которое называется ИНВЕРСИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, - изменение полярности, когда северный магнитный полюс Земли становится южным и наоборот. Анализ магнитного направления базальтовых лав суши и океанов, а также осадков на дне морей показал, что главное МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Земли претерпевало частые и быстрые изменения. Поле много раз менялось за последние четыре миллиона лет.

otvet.mail.ru

Основная характеристика - магнитное поле

Основная характеристика - магнитное поле

Cтраница 1

Основная характеристика магнитного поля - магнитная индукция В - наиболее наглядно может быть определена по механическому действию, которое испытывает электрический ток в магнитном поле.  [1]

Основная характеристика магнитного поля - магнитная индукция В наиболее наглядно может быть определена по механическому действию, которое испытывает электрический ток в магнитном поле.  [2]

Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В.  [3]

Основной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция В, определяющая величину ( интенсивность) поля и его направление.  [4]

Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В.  [5]

Основной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция В.  [6]

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция и напряженность поля.  [7]

Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции 5, также определяющийся через силу, действующую на заряд в магнитном поле.  [8]

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция, магнитный поток, магнитная проницаемость и напряженность магнитного поля.  [9]

Основной характеристикой магнитного поля служит вектор магнитной индукции В.  [10]

Как определяется направление основной характеристики магнитного поля - магнитной индукции.  [11]

Магнитная индукция является основной характеристикой магнитного поля. Она, как известно, представляет собой векторную величину, определяющую интенсивность магнитного поля и его направление в каждой точке. Определение режима работы различного рода электромагнитных и электромеханических устройств связано с расчетом или экспериментальным определением магнитной индукции.  [12]

Магнитная индукция В является основной характеристикой магнитного поля, определяющей его величину и направление.  [13]

Величина В называется магнитной индукцией и является основной характеристикой магнитного поля. Соотношение же (76.1) есть определение магнитной индукции.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Основные характеристики магнитного поля

Магнитное поле это силовое поле, основным свойством которого является способность воздействовать на движущиеся электрические заряды (в т. ч. на проводники с током) , а также на магнитные тела независимо от состояния их движения. Источниками магнитного поля могут быть движущиеся электрические заряды (проводники с током) , намагниченные тела и изменяющиеся во времени электрические поля. Основная количественная характеристика магнитного поля – магнитная индукция В, которая определяет силу, действующую в данной точке поля в вакууме на движущийся электрический заряд и на тела, имеющие магнитный момент.

Магнитная индукция B — это векторная величина определяющая силу действующую на заряженную частицу со стороны магнитного поля. Измеряется в теслах Тл.

 

µотносительная магнитная проницаемость — табличная величина (для вакуума = 1)

Магнитный поток Ф — скалярная физическая величина числено равная произведению магнитной индукции на площадь поверхности ограниченной замкнутым контуром. Измеряется в веберах Вб.

Магнитный поток рассчитывается по формуле:

Φmax= B · S

Вопрос №43

Закон Ампера
Закон Ампера — закон взаимодействия постоянных токов. Из закона следует, что параллельные проводники с постоянными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположном — отталкиваются.

где: B – магнитная индукция; I – сила тока; L – длина участка проводника; sinВ – синус угла между вектором магнитной индукции и проводником.

 

Вопрос №44

Действие магнитного поля на движущийся электрический заряд. Сила Лоренса

 

Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца. Онаперпендикулярна векторам магнитной индукции и скорости упорядоченного движения заряженных частиц. Ее направление определяется с помощью того же правила левой руки, что и направление силы Ампера.

Fл = q * v * B * sin(a)

где q - заряд частицы;
V - скорость заряда;
B - индукции магнитного поля;
a - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

 

Вопрос №45

Магнитные свойства вещества.

Постоянные магниты могут быть изготовлены лишь из сравнительно немногих веществ, но все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами становятся источниками магнитного поля.

Магнитные свойства вещества определяют по тому, как эти вещества реагируют на внешнее магнитное поле и каким образом упорядочена их внутренняя структура. Существует три основных класса веществ с резко различающимися магнитными свойствами: ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики.

Вещества, у которых, подобно железу,

μ≫1

- ферромагнетиками.

Важнейшее свойство ферромагнетиков существование у них остаточного магнетизма. Из ферромагнетиков изготавливают постоянные магниты. Существуют вещества, которые ведут себя подобно железу, т. е. втягиваются в магнитное поле- парамагнитными.

Магнитная проницаемость парамагнетиков зависит от температуры и уменьшается при ее увеличении. Без намагничивающего поля парамагнетики не создают собственного магнитного поля. Постоянных парамагнетиков нет.

Диамагнетики−вещества, которые выталкиваются из магнитного поля. Магнитная проницаемость практически не зависит от индукции намагничивающего поля и от температуры. При вынесении диамагнетика из внешнего намагничивающего поля он полностью размагничивается и магнитного поля не создает.

Вопрос №46

Магнитные свойства тканей организма.

Ткани организма в значительной степени диамагнитны, подобно воде. Однако в организме имеются и парамагнитные вещества, молекулы и ионы.

Магнетизм биологических объектов,т.е их магнитные мвойства и магнитны поля, создоваемые ими, получили название биомагнетизм.

Биотоки, возникающие в организме, являются источником слабых магнитных полей. В некоторых случаях индукцию таких полей удается измерить. Так, например, на основании регистрации временной зависимости индукции магнитного поля сердца (биотоков сердца) создан диагностический метод - магнитокардиографня.

Магнитное поле оказывает воздействие на биологические системы, которые в нем находятся. Это воздействие изучает раздел биофизики, называемыймагнитобиологией.

 

Вопрос №47

Магнитные свойства вещества

Магнитные поля создаются либо постоянными магнитами, либо токами.

Постоянные магниты могут быть изготовлены лишь из сравнительно немногих веществ, но все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами становятся источниками магнитного поля.

Магнитные свойства вещества определяют по тому, как эти вещества реагируют на внешнее магнитное поле и каким образом упорядочена их внутренняя структура. Существует три основных класса веществ с резко различающимися магнитными свойствами: ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики.

Вещества, у которых, подобно железу,

μ≫1

- ферромагнетиками.

Важнейшее свойство ферромагнетиков существование у них остаточного магнетизма. Из ферромагнетиков изготавливают постоянные магниты. Существуют вещества, которые ведут себя подобно железу, т. е. втягиваются в магнитное поле- парамагнитными.

Магнитная проницаемость парамагнетиков зависит от температуры и уменьшается при ее увеличении. Без намагничивающего поля парамагнетики не создают собственного магнитного поля. Постоянных парамагнетиков нет.

Диамагнетики−вещества, которые выталкиваются из магнитного поля. Магнитная проницаемость практически не зависит от индукции намагничивающего поля и от температуры. При вынесении диамагнетика из внешнего намагничивающего поля он полностью размагничивается и магнитного поля не создает.

Вопрос №48


Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Основные параметры магнитного поля

Параметры магнитного поля

 

 

 

Пространство, где проявляется действие магнитных сил. Графически магнитное поле изображается магнитными силовыми линиями направленными от северного полюса к южному.

Магнитное поле в проводниках с электрическим током

Если по проводнику протекает ток, то вокруг проводника создаётся магнитное поле направление которого определяется по правилу Буравчика.

Соленоид – проводник, свёрнутый в спираль.

Если по соленоиду протекает постоянный ток, то он ведёт себя как обыкновенный магнит, на его торцах образуется северный и южный полюс.

Намагничивающая сила соленоида прямо пропорционально ампер – витков.

Ф = К × I × W

Ф – намагничивание

В радиотехнике применяются соленоиды с сердечниками для увеличения интенсивности магнитного поля.

Ф = К × I × W × µ

µ – магнитная проницаемость

Параметры магнитного поля

Магнитная индукция ( В )

Магнитная индукция, характеризует интенсивность магнитного поля, численно определяемая величиной приложенной силы, с которой она действует на проводник длинной в 1 метр и при этом по проводнику протекает ток в .

Размерность 1Тл (тесла)

Магнитный поток Ф

Количество силовых линий приходится на данную площадь

Ф = B × S     1Вб (Вебер)

Напряжённость магнитного поля (Н)

Н =

Σ × I

l

    Н – 1

A

M

Н – это отношение полного тока пронизывающего данную поверхность к длине магнитной силовой линии.

Магнитная проницаемость (µ) – она показывает , во сколько раз магнитное поле в данном веществе больше или меньше проницаемости в вакууме.

µ (раз)

  • µ > 1 – парамагнитные материалы
  • µ – диамагнитные материалы
  • µ >> 1 – ферромагнитные материалы
Намагничивание ферромагнитного материала

В ферромагнитном сердечнике находится малые по объёму домены, которые хаотично расположены по объёму сердечника, при наличии внешнего поля происходит внешняя переориентация доменов и интенсивность магнитного поля возрастает. Это явление видно по графику.

B = f(Н)

Из графика видно с увеличением Н растёт магнитная индукция.

При некотором значении Н, B наибольшая, наступает магнитное насыщение.

Перемагничивание ферромагнитного материала

Кривая 0,A,B,C,D,F,E обозначает процесс перемагничивания ферромагнитного материала, из графика видно что между A и B имеется некоторое отставание, так называемый магнитный гистерезис.

В зависимости от вида петли гистерезиса, различают магнитные материалы.

Магнитомягкие материалы, – петля гистерезиса узкая магнитная индукция малой величины, такие материалы работают в качестве сердечников трансформаторов и дросселей в цепях переменного тока.

Магнитотвердые материалы – магнитная индукция значительной величины, из таких материалов выполняют постоянные магниты.

В радиотехнике применяют также ферриты с прямой петлёй гистерезиса.

Проводник с током в магнитном поле

Если по проводнику протекает ток, то вокруг него возникает магнитное поле которое взаимодействует с внешним магнитным полем. И в результате проводник какбы выталкивается из магнитного поля.

Такое явление применяется в электродвигателях, тестерах и т.д.

Электрон в магнитном поле (кинескопа)

Если электрон движется в магнитном поле то его собственное магнитное поле взаимодействует с магнитным полем отклоняющей системы (ОС) и в результате траектория электрона изменяется.

selectelement.ru

Основные характеристики магнитного поля — Мегаобучалка

 
 

Аналогично электрическому полю, необходимо для магнитного поля ввести количественную характеристику. Для этого выбирают некоторый объект — «пробное тело», реагирующее на магнитное поле. В качестве такого тела достаточно взять малую рамку (контур) с током, чтобы можно было считать, что рамка помеща­ется в некоторую точку поля. Опыт показывает, что на пробную рамку с током в магнитном поле действует момент силы М, зави­сящий от ряда факторов, в том числе и от ориентации рамки. Максимальное значение Мmax зависит от магнитного поля, в котором находится контур, и от самого контура: силы тока I, проте­кающего по нему, и площади S, охватываемой контуром, т. е.
 
 

Величину

называют магнитным моментом контура с током. Таким образом,

 
 

Магнитный момент — векторная величина. Для плоского контура с током вектор ртнаправлен пер­пендикулярно плоскости контура и связан с направ­лением тока I правилом правого винта (рис. 13.1).

Магнитный момент является характеристи­кой не только контура с током, но и многих эле­ментарных частиц (протоны, нейтроны, электроны и т. д.), определяя поведение их в магнитном поле.

Единицей магнитного момента служит ампер-квадратный мета (А * м2). Магнитный момент элементарных частиц, ядер, атомов и молекул выражают в особых единицах, называемых атомным ((μБ) или ядерным я) магнетоном Бора:

Зависимость (13.3) используют для введения силовой характе­ристики магнитного поля — вектора магнитной индукции В.

Магнитная индукция в некоторой точке поля равна отно­шению максимального вращающего момента, действующего на рамку с током в однородном магнитном поле, к магнит­ному моменту этой рамки:

 
 

Вектор В совпадает по направлению с вектором ртв положении устойчивого равновесия контура. На рис. 13.2 показано положе­ние рамки с током в магнитном поле индукции В, соответствую­щее максимальному моменту силы (а) и нулевому (б). Последний случай соответствует устойчивому равновесию (векторы В и рт коллинеарны).



Единицей магнитной индукции является тесла (Тл):

Таким образом, в поле с магнитной индукцией 1 Тл на контур, магнитный момент которого 1 А • м2, действует максимальный момент силы 1 Н • м.

 
 

Магнитное поле графически изображают с помощью линий магнитной индукции, касательные к которым показывают на­правление вектора В. Густота линий, т. е. число линий, проходя­щих через единичную, перпендикулярно им расположенную площадку, пропорциональна модулю век­тора В. Линии магнитной индукции не имеют начала или конца и являются замкнутыми. Подобные поля называ­ют вихревыми. Циркуляция вектора магнитной индукции по любой ли­нии магнитной индукции не равна нулю:

 

 

 
 

Рассмотрим некоторую площадку S, находящуюся в области однородного магнитного поля индукции В (рис. 13.3). Проведем линии магнитной индукции через эту площадку. Ее проекция на плоскость, перпендикулярную линиям, равна So. Число линий, пронизывающих S и So, одинаково. Так как густота линий соот­ветствует значению В, то общее число линий, пронизывающих площадки, пропорционально

На рис. 13.3 видно, что So = S cos α, откуда

 
 

где Вп= В cos α — проекция вектора В на направление нормали п к площадке, Ф — магнитный поток.

В более общем случае, например, неоднородного магнитного поля поверхности, а не плоской площадки (рис. 13.4), магнитный поток Ф также пропорционален числу линий магнитной индук­ции, пронизывающих поверхность.

Единицей магнитного потока, согласно (13.6), является вебер (Вб):

Из формулы (13.7) видно, что поток может быть как положи­тельным (cos α > 0), так и отрицательным (cos α < 0).

В соответствии с этим линии магнитной индукции, выходящие из замкнутой поверхности, считают положительными, а входя­щие - отрицательными. Так как линии магнитной индукции замкнуты, то магнитный поток сквозь замкнутую поверхность ра­вен нулю.

 
 

Как и всякая материальная субстанция, магнитное поле обла­дает энергией. Проиллюстрируем наличие такой энергии на при­мере магнитного поля, созданного контуром с постоянным током. Если разомкнуть цепь контура, то исчезнет ток и, следовательно, магнитное поле. При размыкании цепи возникнет искра или дуго­вой разряд. Это означает, что энергия магнитного поля преврати­лась в другие формы энергии — световую, звуковую и тепловую.

Выражение для объемной плотности энергии магнитного поля имеет следующий вид:

где μ — магнитная проницаемость среды, а μ0 — магнитная посто­янная.

Закон Ампера

Одним из главных проявлений магнитного поля является его силовое действие на движущиеся электрические заряды и токи. В результате обобщения многочисленных опытных данных А. М. Ампером был установлен закон, определяющий это силовое воздействие.

Приведем его в дифференциальной форме, что позволит вычис­лять силу, действующую на различные контуры с током, располо­женные в магнитном поле.

 
 

В проводнике, находящемся в магнитном поле, выделим доста­точно малый участок dl, который можно рассматривать как век­тор, направленный по току (рис. 13.5). Произведение Idl называ­ют элементом тока. Сила, действующая со стороны магнитного поля на элемент тока,

где k — коэффициент пропорциональности; в СИ k = 1, поэтому

 
 

или в векторной форме
 
 

Для плоского контура с током находим силу, действующую на участок I проводника со стороны магнитного поля, интегрированием скалярного выражения (13.10):

 
 

Соотношения (13.9)—(13.12) выражают закон Ампера.

 
 

Рассмотрим некоторые примеры на применение формулы (13.11).

1. Прямолинейный участок проводника с током I длиной l, расположенный в однородном магнитном поле под углом (3 к маг­нитной индукции В (рис. 13.6). Для нахождения силы, действую­щей на эту часть проводника со стороны магнитного поля, интег­рируем (13.12) и получаем

2. Прямоугольная рамка KLMN с током I, помещенная в одно­родное магнитное поле индукции В (рис. 13.7, а). Пронумеруем стороны рамки и обозначим силы, действующие на них со сторо­ны магнитного поля, F1, F2, F3, F4.

 
 

Силы F1и F3, приложенные к серединам соответствующих сторон,направлены противоположно вдоль оси и по формуле (13.13) Лоренца не изменяет равны. Силы же F2 = F4 = IBb создают пару сил, момент которой (рис. 13.7, б)

Так как Iba = IS =pm, то из (13.14) имеем

 
 

или в векторной форме
 
 

Фактически на основе этой зависимости в § 13.1 было введено понятие вектора магнитной индукции.

megaobuchalka.ru

Основные характеристики магнитного поля

Количество просмотров публикации Основные характеристики магнитного поля - 258

Аналогично электрическому полю, крайне важно для магнитного поля ввести количественную характеристику. Для этого выбирают некоторый объект — ʼʼпробное телоʼʼ, реагирующее на магнитное поле. В качестве такого тела достаточно взять малую рамку (контур) с током, чтобы можно было считать, что рамка помещается в некоторую точку поля. Опыт показывает, что на пробную рамку с током в магнитном поле действует момент силы М, зависящий от ряда факторов, в т.ч. и от ориентации рамки. Максимальное значение М зависит от магнитного поля, в котором находится контур, и от самого контура: силы тока I, протекающего по нему, и площади S, охватываемой контуром, т. е.

Mmax ~ IS. (13.1)

Величину

pm = IS (13.2)

называют магнитным моментом контура с током. Таким образом,

Mmax ~pm(13.3)

Магнитный момент — векторная величина. Для плоского контура с током вектор направлен перпендикулярно плоскости контура и связан с направлением тока I правилом правого винта (рис. 13.1).

Магнитный момент является характеристикой не только контура с током, но и многих элементарных частиц (протоны, нейтроны, электроны и т. д.), определяя поведение их в магнитном поле.

Единицей магнитного момента служит ампер-квадратный метр (А ‣‣‣ м2). Магнитный момент элементарных частиц, ядер, атомов и молекул выражают в особых единицах, называемых атомным (mб) или ядерным (mя) магнетоном Бора:

mб = 0,927 ‣‣‣ 10-23 А ‣‣‣ м2 (Дж/Тл),

mя = 0,505 ‣‣‣ 10 26 А ‣‣‣ м2 (Дж/Тл).

Зависимость (13.3) используют для введения силовой характеристики магнитного поля — вектора магнитной индукции .

Магнитная индукция в некоторой точке поля равна отношению максимального вращающего момента͵ действующего на рамку с током в однородном магнитном поле, к магнитному моменту этой рамки.

B = Mmахm. (13.4)

Вектор совпадает по направлению с вектором в положении устойчивого равновесия контура. На рис. 13.2 показано положение рамки с током в магнитном поле индукции, соответствующее максимальному моменту силы (а) и нулевому (б). Последний случай соответствует устойчивому равновесию (векторы и коллинœеарны).

Единицей магнитной индукции является тесла (Тл):

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в поле с магнитной индукцией 1 Тл на контур, магнитный момент которого 1 А ‣‣‣ м2, действует максимальный момент силы 1 Н ‣‣‣ м.

Магнитное поле графически изображают с помощью линий магнитной индукции, касательные к которым показывают направление вектора . Густота линий, т. е. число линий, проходящих через единичную, перпендикулярно им расположенную площадку, пропорциональна модулю вектора . Линии магнитной индукции не имеют начала или конца и являются замкнутыми. Подобные поля называют вихревыми. Циркуляция вектора магнитной индукции по любой линии магнитной индукции не равна нулю:

(13.5)

Рассмотрим некоторую площадку S, находящуюся в области однородного магнитного поля индукции (рис. 13.3). Проведем линии магнитной индукции через эту площадку. Ее проекция на плоскость, перпендикулярную линиям, равна S0. Число линий, пронизывающих S и S0, одинаково. Так как густота линий соответствует значению В, то общее число линий, пронизывающих площадки, пропорционально

Ф = ВS0. (13.6)

На рис. 13.3 видно, что S0 = S cos a, откуда

Ф = BS cos aили Ф = BnS, (13.7)

где Вп = В cos a — проекция вектора на направление нормали п кплощадке, Ф — магнитный поток.

В более общем случае, к примеру, неоднородного магнитного поля поверхности, а не плоской площадки (рис. 13.4), магнитный поток Ф также пропорционален числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность.

Единицей магнитного потока, согласно (13.6), является вебер (Вб):

1 Вб = 1 Тл ‣‣‣ м2.

Из формулы (13.7) видно, что поток должна быть как положительным (cos a > 0), так и отрицательным (cos a< 0).

В соответствии с этим линии магнитной индукции, выходящие из замкнутой поверхности, считают положительными, а входящие — отрицательными. Так как линии магнитной индукции замкнуты, то магнитный поток сквозь замкнутую поверхность равен нулю.

Как и всякая материальная субстанция, магнитное поле обладает энергией. Проиллюстрируем наличие такой энергии на примере магнитного поля, созданного контуром с постоянным током. В случае если разомкнуть цепь контура, то исчезнет ток и, следовательно, магнитное поле. При размыкании цепи возникнет искра или дуговой разряд. Это означает, что энергия магнитного поля превратилась в другие формы энергии — световую, звуковую и тепловую.

Выражение для объёмной плотности энергии магнитного поля имеет следующий вид:

где w — магнитная проницаемость среды, а m0 — магнитная постоянная.

referatwork.ru

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