17.*Связь тока намагничивания и намагниченности j

Представим атомы вещества цилиндра в виде одинаковых контуров, магнитные моменты которых ориентированы вдоль оси цилиндра. Стилизованный вид этих контуров в сечении, перпендикулярном оси цилиндра показан на Рис. 70. Такая упорядоченная структура молекулярных токов приводит к возникновению индуцированного тока, текущего по поверхности цилиндра (все токи внутри объема компенсируют друг друга). Такие токи, возникающие на поверхности намагниченного образца называютсятоками намагничивания.

Обозначим высоту выделенной части цилиндра h. Тогда суммарная силатока, текущего по поверхности этой части цилиндра может быть представлена в видеI' =i'h, гдеi′- линейная плотность поверхностноготока. Следовательно, магнитный момент рассматриваемой части цилиндра равен произведению силы поверхностноготокана площадь поперечного сечения цилиндраP_m=I'S=i'hS. С другой стороны по определению он равен произведениюнамагниченностивещества на объем выделенной частиP_m=JV=JhS. Из сравнения этих двух выражений получаем важное соотношение: поверхностная плотностьтоканамагничиванияравна модулю векторанамагниченностивещества

. (1)

Можно показать, что , когда вектор намагниченностине параллелен поверхности образца,плотность поверхностного тока равна тангенциальной составляющей вектора намагниченности

. (2)

В случае неоднородной намагниченностивозможно возникновение токовнамагниченностии внутри объема магнетика.

18. Напряженность магнитного поля h

Напряжённость магни́тного по́ля— этовекторнаяфизическая величина, равная разности векторамагнитной индукцииBивектора намагниченностиJ.

В СИ: , где μ₀-магнитная постоянная

В системе СИ— вамперахнаметр(А/м). В технике Эрстед постепенно вытесняется единицей СИ — ампером на метр, 1 Э = 1000/(4π) А/м = 79,5775 А/м.

Напряжённость магнитного поля,векторная физическая величина (Н), являющаяся количественной характеристикоймагнитного поля. Н. м. п. не зависит от магнитных свойств среды. В вакууме Н. м. п. совпадает смагнитной индукциейВ; численноН=ВвСГС системе единициН=В/m₀вМеждународной системе единиц(СИ), m₀—магнитная постоянная. В среде Н. м. п.Нопределяет тот вклад в магнитную индукциюВ, который дают внешние источники поля:Н=В— 4pj(в системе единиц СГС), илиН= (B/m₀) —j(в СИ), гдеj—намагниченностьсреды. Если ввести относительнуюмагнитную проницаемостьсреды m, то для изотропной средыН=В/m₀m (в СИ). Единицей Н. м. п. в СИ являетсяампернаметр(а/м), в системе единиц СГС —эрстед(э); 1а/м= 4p×10^-3э@ 1,256×10^-2э.

  Н. м. п. прямолинейного проводника с током I(в СИ)Н= m₀I/2pa(а— расстояние от проводника); в центре кругового токаН=m₀I/2R(R— радиус витка с токомI); в центре соленоида на его осиН=m₀nI(n— число витков на единицу длины соленоида). Практическое определениеНв ферромагнитных средах (вмагнитных материалах) основано на том, что тангенциальная составляющаяНне изменяется при переходе из одной среды в другую. При однородной намагниченности тела напряжённость, измеренная на его поверхности, параллельной направлению намагниченности, соответствует напряжённости внутри тела. Методы измерения Н. м. п. рассмотрены в ст.Магнитные измерения,Магнитометр.