Магнитное поле обладает следующими свойствами:

1. Магнит притягивает ферромагнитные материалы.

2. В проводниках пересекающих магнитное поле и в проводниках находящихся в изменяющемся магнитном поле, индуктируется ЭДС.

3. Проводники с токами взаимно притягиваются или отталкиваются в зависимости от направления токов.

4. На проводник с током в магнитном поле действует сила.

5. Некоторые материалы в магнитном поле изменяют размеры. Это явление называется магнитострикция.

6. Магнитное поле обладает энергией.

Магнитная индукция. Закон Био-Савара.

Магнитная индукция характеризует интенсивность магнитного поля, т.е.силу, действующую на ток. В численном выражении это отношение силы, действующей на заряженную частицу с зарядом Q к произведению заряда Q на скорость V этой частицы. При этом скорость направлена так, что эта сила максимальна ; Единица измерения магнитной индукции

Тл – Тесла (фамилия учёного).

Иногда используют единицу Гаусс (Гс),

1 Гс = 10^-4 Тл.

На рис.1 показан ток I, проходящий по проводнику, S – плоскость, в которой находится элементарная (очень маленькая) длина проводника – dl; Закон Био-Савара позволяет определить индукцию в произвольной точке поля А.

Индукция обозначается В (латинское), поэтому элементарное значение индукции, созданное током I, протекающему по элементарному отрезку проводника длиной dl, будет dВ, по закону Био-Савара значение dВ можно найти по формуле

μ_A (греческая буква мю)–абсолютная магнитная проницаемость, эта величина учитывающие влияние среды на величину магнитной индукции,

r – расстояние от частички проводника dl до точки А, в которой мы определяем индукцию, , α – угол между направлением и тока и радиус-вектором r, соединяющей элемент длины с точкой А.

Магнитная индукция это векторная величина, т.е. величина имеющая направление.

Вектор её направлен перпендикулярно плоскости S, проведённый через элемент dl и радиус-вектор r.Если повернуть плоскость S вокруг оси О-О' на угол 360⁰, то точка А, расположенная на линии пересечения этой плоскости с перпендикулярной ей плоскостью S', опишет окружность. Эта окружность будет магнитной силовой линией, т.к. вектор магнитной индукции dВ будет направлен по касательной к любой точке этой окружности, а его направление определится по правилу буравчика. Так как форма проводника не всегда прямолинейна и проводник может находиться в разных плоскостях, то вектор магнитной индукции В, созданный всем проводником с током I длиной l будет равен геометрической сумме элементарных векторов dВ, т.е. В = ∫dВ, где ∫ - знак интеграла, т.е. суммы элементарных частиц.

Закон Био-Савара позволяет определять индукцию для проводников различной формы, так в центре проводника кольцевой формы индукция определится из формулы

, где D – диаметр кольцевого проводника,

Магнитная проницаемость

Один и тот же ток создаёт магнитное поле с различной индукцией в различных средах.

Для характеристики магнитных свойств среды служит величина μа – абсолютная магнитная проницаемость, она характеризует среду с точки зрения создания определённой величины магнитной индукции. Единица измерения [μа] = Гн/м - генри на метр. (Генри – фамилия учёного). Для вакуума μ₀ = 4π ∙10^-7 = 125 ∙ 10^-8 Гн/м; в электротехнике μ₀ называется - магнитная постоянная. В расчётах часто пользуются относительной магнитной проницаемостью μr, которая показывает во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость больше или меньше магнитной постоянной.

;

В зависимости от величины магнитной проницаемости все вещества делятся на диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные.

Для диамагнитных веществ μr <1. К ним относятся кварц, водород, вода, медь, серебро и др.

Для парамагнитных веществ μr >1. К ним относятся алюминий, кислород, воздух, платина и др. В расчётах для парамагнитных и диамагнитных веществ принимают μr =1.

Особыми свойствами обладают ферромагнитные материалы, которые позволяют усилить магнитное поле во много раз, для них μr >>1. Для чугуна μr ≈600, для стали μr ≈ 7500, для пермаллоя μr ≈ 115000, к ним также относятся никель, кобальт и их сплавы.

Особенностью ферромагнетиков является то, что магнитная проницаемость у них зависит от интенсивности магнитного поля и температуры.