Индуктивность длинного прямого проводника

Электромагнитная индукция.

Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещении единичногоположительного заряда по замкнутому контуру длиной l, определяется как циркуляция вектора напряженности электрического поля: Так как для замкнутого пути положения начальной и конечной точек перемещения заряда совпадают, то работа сил электрического поля на замкнутом пути равна нулю, а значит, равна нулю и циркуляция вектора напряженности, т.е. .Равенство нулю означает, что силы электрического поля являются силамиконсервативными, а само поле - потенциальным.

2.Поток вектора напряженности. Итак, на примерах мы показали, что, если силовые линии однородного электрического поля напряженностью пронизывают некоторую площадку S, то поток вектора напряженности (раньше мы называли число силовых линий через площадку) будет определяться формулой: где E_n – произведение вектора на нормаль к данной площадке. Полное число силовых линий, проходящих через поверхность S называется потоком вектора напряженности Ф_Ечерез эту поверхность.В векторной форме можно записать – скалярное произведение двух векторов, где вектор .Таким образом, поток вектора есть скаляр, который в зависимости от величины угла α может быть как положительным, так и отрицательным.

Рассмотрим примеры, изображенные на рисунках

Для рисунка 2.6 – поверхность А₁ окружает положительный заряд и поток здесь направлен наружу, т.е. Поверхность А₂ – окружает отрицательный заряд, здесь и направлен внутрь. Общий поток через поверхность А равен нулю. Для рисунка 2.7 – поток будет не равен нулю, если суммарный заряд внутри поверхности не равен нулю. Для этой конфигурации поток через поверхность А отрицательный (подсчитайте число силовых линий). Таким образом, поток вектора напряженности зависит от заряда . В этом смысл теоремы Остроградского-Гаусса.

3.Дивергенция вектора напряженности электрического поля . Дивергенция (div) есть скалярное произведение оператора градиента и вектора :

Теорема Гаусса в дифференциальном виде:

Поле плоскости поле бесконечного цилиндра: снаружи , внутри .

4.Явление электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменениямагнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величинаэлектродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

5.Электродвижущая сила индукции. ЭДС (ε ) - отношение работы сторонних сил по разделению зарядов к величине этого заряда, иначе, способность данного источника давать необходимое количество зарядов необходимой энергии. ЭДС не является силой в Ньютоновом смысле (неудачное название величины, сохраненное как дань традиции).
ε _i возникает при изменении магнитного потока Ф, пронизывающего контур.

эдс индукции. эдс индукции в контуре.

6.Вихревые токи или токи Фуко́ — вихревые индукционные токи, возникающие в проводниках при изменении пронизывающего их магнитного потока. Токи Фуко возникают под воздействием переменного электромагнитного поля и по физической природе ничем не отличаются от индукционных токов, возникающих в линейных проводах. Они вихревые, то есть замкнуты в кольца. Электрическое сопротивление массивного проводника мало, поэтому токи Фуко достигают очень большой силы. В соответствии с правилом Ленца они выбирают внутри проводника такое направление и путь, чтобы противиться причине, вызывающей их. Поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем. Это свойство используется длядемпфирования подвижных частей гальванометров, сейсмографов и т. п., а также в некоторых конструкциях поездов, для торможения.

Тепловое действие токов Фуко используется в индукционных печах — в катушку, питаемую высокочастотным генератором большой мощности, помещают проводящее тело, в нём возникают вихревые токи, разогревающие его до плавления.

С помощью токов Фуко осуществляется прогрев металлических частей вакуумных установок для ихдегазации.

Во многих случаях токи Фуко могут быть нежелательными. Для борьбы с ними принимаются специальные меры: с целью предотвращения потерь энергии на нагревание сердечниковтрансформаторов, эти сердечники набирают из тонких пластин, разделённых изолирующими прослойками. Появление ферритов сделало возможным изготовление этих проводников сплошными.

7.Экстратоки замыкания и размыкания. При всяком изменении силы тока в каком-либо контуре в нем возникает ЭДС самоиндукции, которая вызывает появление в этом контуредополнительных токов, называемых экстратоками . По правилу Ленца экстратоки, возникающие в проводниках вследствие самоиндукции, всегда направлены так, чтобы воспрепятствовать изменению тока, текущего в цепи. В схеме опыта, приведенной на рис.14.7, при замыкании ключа в катушке возникает экстраток замыкания , направление которогопротивоположно нарастающему току батареи. При этом часть экстратока замыкания ответвляется на батарею, а часть на гальванометр, где его направление совпадает с направлением тока батареи – гальванометр дает дополнительный отброс вправо. 1 – замыкание ключа: 2 - размыкание ключа: . При размыкании ключа (положение 2) магнитный поток в катушке начнет исчезать. В ней возникнет экстраток размыкания , который будетпрепятствовать убыванию магнитного потока, то есть будет направлен в катушке в ту же сторону, что и убывающий ток. При этом экстраток размыкания теперь целиком проходит через гальванометр, где его направление противоположнонаправлению первоначального тока – гальванометр дает отброс влево.

Явление самоиндукции.

ЭДС индукции, возникающая в самом же контуре, называется ЭДС самоиндукции, а само явление – самоиндукция. При изменении тока в контуре пропорционально меняется^[2] и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром^[3]. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС. Это явление и называется самоиндукцией. Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока : .

Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом самоиндукции илииндуктивностью контура (катушки).

Энергия магнитного поля

Переменный ток.

Переменный ток – это периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника Переменный ток – это электрический ток, который изменяется с течением времени по гармоническому закону.

12.Квазистационарные токи

Для них справедливы правила:

13.Электормагнитнитные колебания в контуре Электромагнитные колебания — это периодические изменения со временем электрических и магнитных величин (заряда, силы тока, напряжения, напряженности, магнитной индукции и др.) в электрической цепи. Для возбуждения и поддержания электромагнитных колебаний требуются определенные системы, простейшей из которых является колебательный контур — цепь, состоящая из включенных последовательно катушки индуктивностью L, конденсатора емкостью С и резистора сопротивлением R

Формулы: Колебания тока и напряжения являются гармоническим и описываются уравнениями i = I_max cos (ω t ), u = U_max cos( ω t + φ ), где φ – разность фаз между колебаниями тока и напряжения.Период колебаний в контуре определяется по формуле Томсона T=2π √ LC. Частота собственных колебаний контура ω =1/√ LC.

энергия контура состоит из энергии электрического поля конденсатора и W_C=q2/2C и энергии магнитного поля катушки W_L = Li²/2.

14.Закон Ома для цепи переменного тока. Чтобы найти полное сопротивление цепи нужно, согласно закона Ома для участка цепи, макс. значение напряжения разделить на макс. значение силы тока Z = U_m/I_mМгновенное значение приложенного напряжения равно сумме мгновенных значений напряжений на последовательно включённых элементах цепи. В реальной цепи активное сопротивление не равно 0, а это аналогично последовательно включённому резистору.

– закон Ома для цепи переменного тока.

15.Простейшие схемы выпрямителей переменного тока. Для выпрямления переменного тока используют полупроводниковый диод – элемент электрической системы, содержащий р – п-переход и два вывода для включения в электрическую цепь. р – п-переход обладает односторонней проводимостью. Выпрямитель с одним диодом даёт однополупериодное выпрямление тока. Схема, включающая четыре диода, даёт двухполупериодное выпрямление тока.

Уравнения Максвелла.

Согласно идее Максвелла изменяющиеся со

временем магнитное поле порождает

электрическое поле. Это поле EB существенно

отличается от порождаемого неподвижными

зарядами электростатического поля Eq.

Электростатическое поле потенциально, его

линии напряженности начинаются и заканч-ся

на зарядах.Циркуляция вектора Eq по любому

контору равна нулю.

Согласно формуле циркуляция EB отлична

от нуля. Следовательно, поле EB, как и

магнитное поле, оказывается вихревым.

Линии напряженности поля EB замкнуты.

Электрическое поле может быть как потенц-м,

так и вихревым. В общем случае элек-ое поле

может слагаться из поля Eq и поля EB сложив

их вместе получим следующее соотношение.

Для установления количественных соотношений

между изменяющимся электрическим и возник-им

магнитным полями Максвелл ввел в рассмотрение

так называемые токи смещения. Движение

свободных носителей заряда, т.е, ток проводимости

имеет место во всей цепи кроме зазора между

обкладками конденсатора. Следовательно, линии

тока проводимости терпят на границах обкладок

разрыв. Зато в пространстве между обкладок

имеется переменное электрическое поле которое

можно охарактеризовать смещением.

Мгновенное значение силы тока равно .

Плотность тока проводимости в близости от

поверхности обкладок определяется:

j_пр

S-площадь обкладки, q-распределенный на

ней заряд, -поверхностная плотность заряда

17.Система уравнений Максвелла в интегральной форме:

Уравнения Максвелла в дифферен-ой форме:

1)Закон Гаусса: Элек. Заряд является источником

Элек. Индукции.

2)З.Г для магн поля: не сущ-ет магн. Зарядов.

3)Закон индукции Фарадея: изменение магн.

Индукции пораждает эл.вихр. поле.

4)Теорема о циркуляции магн. Поля: элек.ток

и изменение элек. Индукции пораждают вихр.

Поле.

Уравнение среды:

Волновое ур-ие для элекмаг-го поля:

Всякая функция, удовлетворяющая такому ур-ию,

Описывает некоторую волну, причем кв корень из

Величины, обратный коэффициенту при

Дает фазовую скорость этой волны. В итоге, элек-

тромагнитные поля могут существовать в виде

электромагнитных волн, фазовая скорость которых

равна:

Магнитное поле в вакууме.

Взаимодействие токов. Электрические токи взаимодействуют между собой. Сила взаимодействия, приходящая на единицу длины каждого из параллельных проводников, пропорциональна величинам токов в них i₁ и i₂и обратно пропорциональна расстоянию b между ними: . Формула в рациональном виде: , где

Магнитное поле. Взаимодействие токов осуществляется через поле, которое называется магнитным. Движущиеся заряды (токи) изменяют свойства окружающего их пространства – создают в нем магнитное поле.

Поле движущегося заряда. Любой проводник с током создает в окружающем пространстве магнитное поле. При этом электрический же ток является упорядоченным движением электрических зарядов. Значит можно считать, что любой движущийся в вакууме или среде заряд попрождает вокруг себя магнитное поле. В результате обобщения многочисленных опытных данных был установлен закон, который определяет поле В точечного заряда Q, движущегося с постоянной нерелятивистской скоростью v. Этот закон задается формулой (1), где r — радиус-вектор, который проведен от заряда Q к точке наблюдения М (рис. 1). Согласно (1), вектор В направлен перпендикулярно плоскости, в которой находятся векторы v и r : его направление совпадает с направлением поступательного движения правого винта при его вращении от v к r.

21.Закон Био-Савара-Лапласа. Био и Савар: Магнитная индукция во всех случаях пропорциональна силе тока, создающего магнитное поле, и более или менее сложным образом зависит от расстояния до той точки, от которой определялась B. Лаплас: Магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма полей, создаваемых отдельными элементарными участками тока , где k’- коэффициент пропорциональности, i – сила тока, dI – вектор, совп. с элемент. участком тока и напр. в сторону, куда течет ток, r – вектор, проведенный от элемента тока в ту точку, в которой определяется dB, r – модуль этого вектора.

22.Сила Лоренца. Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью заряд q лишь со стороны магнитного поля, нередко же полную силу — со стороны электромагнитного поля вообще - со стороны электрического E и магнитного B полей. F=q(E+[v*B])

23.Закон Ампера. Закон Ампера — закон взаимодействия электрических токов. Параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Выражение для силы , с которой магнитное поле действует на элемент объёма проводника с током плотности , находящегося в магнитном поле с индукцией :

24.Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент. Если внести контур в магнитное поле, поле оказывает на него ориентирующее действие, если направление нормали контура и направление поля не совпадают, возникает вращательный момент. Он зависит как от свойств поля в данной точке, так и от свойств контура. Контур хар-ся силой тока I, площадью S, напрвлением в пространстве. Действие магнитного поля на плоский контур определяется магнитным моментом контура: . В гауссовой системе . В пространстве , где n-единичный вектор.

Поле соленоида и тороида.

Соленоид представляет цилиндрический каркас, на который намотаны витки проволоки. Рассмотрим бесконечно длинный соленоид, т.е. соленоид у которого l> > d, где l - длина, d – диаметр соленоида. Внутри такого соленоида магнитное поле однородно. Однородным называется поле, силовые линии которого параллельны и густота их постоянна.

Применим закон полного тока для вычисления напряженности магнитного поля соленоида. Представим контур L, по которому рассматривается циркуляция вектора , состоящим из четырех связанных участков 1-2; 2-3; 3-4; 4-1. Тогда циркуляция вектора по выбранному нами контуру L будет равна

= Hl

Контур L охватываетN токов, где N – число витков соленоида, тогда по закону полного тока

; - магнитное поле бесконечно длинного соленоида

n – плотность намотки – число витков на единицу длины .

Напряженность поля внутри соленоида равна числу витков, приходящихся на единицу длины соленоида, умноженному на силу тока.

Тороид – тор, с намотанными на него витками проволоки. В отличие от соленоида, у которого магнитное поле имеется как внутри, так и снаружи, у тороида магнитное поле полностью сосредоточено внутри витков, т.е. нет рассеивания энергии магнитного поля.

где .

– магнитное поле тороида.

Если R > > R_витка, то R ≈ r и H = nl.

Уравнение непрерывности.

Электродвижущая сила.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил висточниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. ЭДС можно выразить через напряжённость электрического поля сторонних сил ( ). В замкнутом контуре ( ) тогда ЭДС будет равна:

где — элемент длины контура.

ЭДС так же, как и напряжение, измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами тока вне самого источника равна нулю.

31.ЭДС индукции. Причиной электродвижущей силы может стать изменение магнитного поля в окружающем пространстве. Это явление называетсяэлектромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением.

где — поток магнитного поля через замкнутую поверхность , ограниченную контуром. Знак «− » перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре.

Источники постоянного тока.

Простейшим источником постоянного тока является химический источник (гальванический элемент или аккумулятор), поскольку полярность такого источника не может самопроизвольно измениться.

Для получения постоянного тока используют также электрические машины — генераторы постоянного тока.

В электронной аппара туре, питающейся от сети переменного тока, для получения постоянного тока используют выпрямитель. Далее для уменьшения пульсаций может быть использован сглаживающий фильтр и, при необходимости, стабилизатор тока или стабилизатор напряжения.

Сопротивление проводников.

Сопротивление проводников зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого проводник изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

Соединение проводников.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ. Включим в электрическую цепь в качестве нагузки( потребителей тока) две лампы накаливания, каждая из которых обладает каким-то определенным сопротивлением, и каждую из которых можно заменить проводником с таким же сопротивлением.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ . Расчет параметров электрической цепи при последовательном соединении сопротивлений: 1/сила тока во всех последовательно соединенных участках цепи одинакова

2. напряжение в цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных участков, равно сумме напряжений на каждом участке. 3. сопротивление цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных участков, равно сумме сопротивлений каждого участка. 4. работа электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках А = А1 + А2 5. мощность электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участка Р = Р1 + Р2

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Расчет параметров электрической цепиm при параллельном соединении сопротивлений: 1. сила тока в неразветвленном участке цепи равна сумме сил токов во всех параллельно соединенных участках напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одинаково при параллельном соединении сопротивлений складываются величины, обратные сопротивлению 4. работа электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках: 5.мощность электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках: P=P1+P2. Для двух сопротивлений: т.е. чем больше сопротивление, тем меньше в нём сила тока.

36.Закон Ома для неоднородного участка цепи. При прохождении электрического тока в замкнутой цепи на свободные заряды действуют силы со стороны стационарного электрического поля и сторонние силы. При этом на отдельных участках этой цепи ток создается только стационарным электрическим полем. Такие участки цепи называются однородными. На некоторых участках этой цепи, кроме сил стационарного электрического поля, действуют и сторонние силы. Участок цепи, на котором действуют сторонние силы, называют неоднородным участком цепи.

Для того чтобы выяснить, от чего зависит сила тока на этих участках, необходимо уточнить понятие напряжения.

Рассмотрим вначале однородный участок цепи (рис. 1, а). В этом случае работу по перемещению заряда совершают только силы стационарного электрического поля, и этот участок характеризуют разностью потенциалов Δ φ. Разность потенциалов на концах участка где AK — работа сил стационарного электрического поля. Неоднородный участок цепи (рис. 1, б) содержит в отличие от однородного участка источник ЭДС, и к работе сил электростатического поля на этом участке добавляется работа сторонних сил. По определению, где q — положительный заряд, который перемещается между любыми двумя точками цепи; разность потенциалов точек в начале и конце рассматриваемого участка. Тогда говорят о напряжении для напряженности: Eстац. э. п. = Eэ/стат. п. + Eстор. Напряжение U на участке цепи представляет собой физическую скалярную величину, равную суммарной работе сторонних сил и сил электростатического поля по перемещению единичного положительного заряда на этом.

Из этой формулы видно, что в общем случае напряжение на данном участке цепи равно алгебраической сумме разности потенциалов и ЭДС на этом участке. Если же на участке действуют только электрические силы (ε = 0), то. Таким образом, только для однородного участка цепи понятия напряжения и разности потенциалов совпадают.

Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет ви д:

где R — общее сопротивление неоднородного участка.

ЭДС ε может быть как положительной, так и отрицательной. Это связано с полярностью включения ЭДС в участок: если направление, создаваемое источником тока, совпадает с направлением тока, проходящего в участке (направление тока на участке совпадает внутри источника с направлением от отрицательного полюса к положительному), т.е. ЭДС способствует движению положительных зарядов в данном направлении, то ε > 0, в противном случае, если ЭДС препятствует движению положительных зарядов в данном направлении, то ε < 0.

Правила Кирхгофа.

Закон Джоуля – Ленца.

Мощность тока.

Умножив обе части этой формулы на Δ q = IΔ t, мы получим соотношение, выражающее закон сохранения энергии для полной цепи постоянного тока:

R I2Δ t + r I2Δ t = IΔ t = Δ Aст.

Первый член в левой части Δ Q = R I2Δ t – тепло, выделяющееся на внешнем участке цепи за время Δ t, второй член Δ Qист = r I2Δ t – тепло, выделяющееся внутри источника за то же время.

Выражение IΔ t равно работе сторонних сил Δ Aст, действующих внутри источника.

При протекании электрического тока по замкнутой цепи работа сторонних сил Δ Aст преобразуется в тепло, выделяющееся во внешней цепи (Δ Q) и внутри источника (Δ Qист).

Полная мощность источника, то есть работа, совершаемая сторонними силами за единицу времени, равна

Во внешней цепи выделяется мощность Отношение равное

называется коэффициентом полезного действия источника.

На рис. 1.11.1 графически представлены зависимости мощности источника Pист, полезной мощности P, выделяемой во внешней цепи, и коэффициента полезного действия η от тока в цепи I для источника с ЭДС, равной, и внутренним сопротивлением r. Ток в цепи

может изменяться в пределах от I = 0 (при ) до (при R = 0).

Зависимость мощности источника Pист, мощности во внешней цепи P и КПД источника η от силы тока

Из приведенных графиков видно, что максимальная мощность во внешней цепи

Из приведенных графиков видно, что максимальная мощность во внешней цепи Pmax, равная

достигается при R = r. При этом ток в цепи

а КПД источника равен 50 %. Максимальное значение КПД источника достигается при I → 0, т. е. при R → ∞. В случае короткого замыкания полезная мощность P = 0 и вся мощность выделяется внутри источника, что может привести к его перегреву и разрушению. КПД источника при этом обращается в нуль.

Магнитное поле в веществе.

Магнитное поле в веществе

При изучении магнитного поля в веществе различают два типа токов – макротоки и микротоки.

Макротоками называются токи проводимости и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел.

Микротоками (молекулярными токами) называют токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах.

Магнитное поле в веществе является суперпозицией двух полей: внешнего магнитного поля, создаваемого макротоками и внутреннего, или собственного, магнитного поля, создаваемого микротоками. Характеризует магнитное поле в веществе вектор , равный геометрической сумме и магнитных полей:

Намагничение вещества.

Если несущие ток проводники находятся в какой – либо среде, то магнитное поле изменяется. Это объясняется тем, что всякое вещество является магнетиком, т.е., способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться

вектор намагничения:

Гипотеза Ампера

Для объяснения намагничения тел Ампер предположил, что в молекулах вещества циркулируют круговые токи (молекулярные токи). Каждый такой ток обладает магнитным моментом и создает в окружающем пространстве магнитное поле. В отсутствие внешнего поля молекулярные токи ориентированы беспорядочным образом, вследствие чего обусловленное ими результирующее поле равно нулю. В силу хаотической ориентации магнитных моментов отдельных молекул суммарный магнитный момент тела также равен нулю. Под действием поля магнитные моменты молекул приобретают преимущественную ориентацию в одном направлении, вследствие чего магнетик намагничивается – его суммарный магнитный момент становится отличным от нуля. Магнитные поля отдельных молекулярных токов в этом случае уже не компенсируют друг друга и возникает поле В

46.Векторы намагничения и напряженности магнитного поля. НАПРЯЖЁННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ векторная величина Н, являющаяся количеств. хар-кой магн. поля. Напряж. Маг. Поля не зависит от магн.св-в среды. В вакууме Н. м. п. совпадает с магнитной индукцией В, численно

H=B в СГС системе единиц и

H=В/m0 в Международной системе единиц (СИ), m0 — магнитная постоянная.

В среде Н. м. п. Н определяет тот вклад в магн. индукцию B, к-рый дают внеш. источники поля:

Н=В-4pJ (в системе ед. СГС) или

H=(B/m0)-J (в СИ),

где J— намагниченность среды.

Если ввести магнитную проницаемость среды m, то для изотропной среды

Н=В/mm0 (в СИ).

Единица Н. м. п. в СИ — ампер на метр (А/м), в системе ед. СГС — эрстед (Э);

1 А/м=4pХ10-3 Э»1, 256•10-2 Э.

Н. м. п. прямолинейного проводника с током I (в СИ) H=Il2pa (a — расстояние от проводника); в центре кругового тока H=I/2R (R — радиус витка с током I); в центре соленоида на его оси H=nI (n — число витков на ед. длины соленоида). Практич. определение Н в ферромагн. средах (в магн. материалах) основано на том, что тангенциальная составляющая Н не изменяется при переходе из одной среды в другую.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒