Работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном поле

При определении этой работы необходимо отметить, что ток может быть создан как на некотором подвижном участке электрической цепи, так и перемещаться вместе с замкнутым контуром. Кроме того, движение контура следует рассмотреть не только поступательное, но и вращательное.

Допустим, что провод с током свободно перемещается во внешнем магнитном поле. Предположим также, что внешнее поле однородно и перпендикулярно к плоскости контура. сила, действующая на подвижный провод, направлена вправо и равна f = iBl, где l – длина этого провода с током. На пути ds эта сила совершит над проводником работу

dA = fdS = iBlds

dA = idФ

где dФ – поток магнитной индукции, пересекаемый проводником при его движении.

Найдем работу, совершаемую над замкнутым контуром с током при его перемещении в магнитном поле. Эта работа пропорциональна силе тока в контуре i и пересеченному участком

1–2 потоку магнитной индукции (dA = idФ).

A₁ = i(Ф₀ + Ф_к)

A₂ = i(Ф₀ + Ф_н).

А=А₁ + А₂ = i(Ф₀ + Ф_к) – i(Ф₀ + Ф_н) = i(Ф_к – Ф_н)

А = i Ф

Магнитное поле в веществе Магнитное поле в веществе

Экспериментальные исследования показали, что все вещества в большей или меньшей степени обладают магнитными свойствами. Если два витка с токами поместить в какую-либо среду, то сила магнитного взаимодействия между токами изменяется. Этот опыт показывает, что индукция магнитного поля, создаваемого электрическими токами в веществе, отличается от индукции магнитного поля, создаваемого теми же токами в вакууме

Магнитные свойства веществ определяются магнитными свойствами атомов или элементарных частиц (электронов, протонов и нейтронов), входящих в состав атомов.

Одним из важнейших свойств электрона является наличие у него не только электрического, но и собственного магнитного поля. Собственное магнитное поле электрона называют спиновым

Физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция B магнитного поля в однородной среде отличается по модулю от индукции B0 магнитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью:  ебнутая буква=B0/B

Намагни́ченность — векторная физическая величина, характеризующая магнитное состояние макроскопического физического тела. Обозначается обычно М или J. Определяется как магнитный моментединицы объёма вещества:

M=m/V

Здесь, M — вектор намагниченности; m - вектор магнитного момента; V — объём.

Магнитная восприимчивость — физическая величина, характеризующая связь между магнитным моментом (намагниченностью) вещества и магнитным полем в этом веществе.

В общем связь соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вводится как B=ебанутая буква* H

Магнетики

§ 50. Классификация магнетиков

Прежде чем изложить классификацию магнетиков, рассмотрим величины, с помощью которых принято характеризовать магнитные свойства разных веществ. В § 44 была введена для этой цели восприимчивость , определяющая величину намагничения единицы объема вещества

Часто вместо восприимчивости единицы объема  пользуются отнесенной к одному киломолю вещества киломолярной (для химически простых веществ – килоатомной) восприимчивостью _км (_кат) или отнесенной к единице массы удельной восприимчивостью _уд. Между значениями этих восприимчивостей имеются соотношения: _км = V_км где V_км – объем киломоля вещества (в м³/кмоль), _уд = (1/), где  – плотность вещества (в кг/м³). В то время как  – безразмерная величина, _км (или _кат) имеет размерность м³/кмоль (или м³/кат), а _уд – м³/кг.

Восприимчивость, отнесенная к молю (грамм-молекуле) вещества, называется молярной (для химически простых веществ – атомной). Очевидно, что _м = V_м, где V_м – объем моля вещества (в см³/моль).

В зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости все магнетики подразделяются на три группы:

1) диамагнетики, у которых  отрицательна и мала (_км ~ 10^–8 – 10^–7 м³/кмоль);

2) парамагнетики, у которых  невелика, но положительна (_км ~ 10^–7 – 10^–6 м³/кмоль);

3) ферромагнетики, у которых  положительна и достигает очень больших значений (_км ~ 10³ м³/кмоль).

Кроме того, в отличие от диа- и парамагнетиков, для которых  постоянна, магнитная восприимчивость ферромагнетиков является функцией напряженности магнитного поля. Таким образом, вектор намагничения J может как совпадать по направлению с Н (у пара- и ферромагнетиков), так и быть направленным в противоположную сторону (у диамагнетиков). Напомним, что у диэлектриков вектор поляризации всегда направлен в ту же сторону, что и Е.