Физика (Магнетизм)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF5_1_Магнетизм Магнитное поле_mini (1)

Поток вектора

Поток вектора через поверхность –

интегральная характеристика векторного поля, равная сумме произведений площадей элементарных участков, на которые разбита поверхность, на нормальные составляющие вектора к этим участкам.

Поток вектора магнитной индукции

(Magnetic induction flux)

Магнитный поток (поток вектора магнитной индукции) ΦB сквозь замкнутый контур S – вся совокупность линий магнитной индукции, пронизывающих этот контур, т. е. поток вектора магнитной индукции через поверхность:

ΦB = BS cos ϕ = Bn S

где φ – угол между направлением нормали к площадке и направлением индукции B; Bn – проекция вектора B на нормаль n.

К магнитному потоку

,

Единицы магнитного потока

Магнитный поток в системе СИ выражают в веберах (Вб, Wb). Вебер – магнитный поток, создаваемый однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поперечное сечение площадью 1 м2.

Теперь становится понятным иное, чем предложенное нами, определение теслы в ГОСТе: «Тесла равен магнитной индукции, при которой магнитный поток сквозь поперечное сечение площадью 1 м2 равен 1 Вб».

Магнитный поток в гауссовой системе единиц выражают в максвеллах (Мкс, Mx): 1 Вб = 108 Мкс.

5.1.6. Работа при перемещенииении контура с током

К работе по перемещению проводника с током в магнитном поле

На проводник действует сила:

FА = IlB

Поэтому механическая работа dA, совершаемая этой силой на отрезке dx:

dA = FA dx = IBldx = IBdS = IdΦB

где dA – работа, совершаемая силами поля; dS = ldx – площадь, пересекаемая проводником с током при движении; dΦB = BdS – изменение (в данном случае – увеличение) магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром с током.

К работе по перемещению проводника с током в магнитном поле

Аналогичный результат можно получить и для вращения проводника в магнитном поле. Поскольку любое перемещение проводника можно свести к поступательному и вращательному движениям, то полученная формула определяет механическую работу при произвольном перемещении проводника в магнитном поле.

Полученный результат справедлив и для произвольного направления поля B, и вообще для любого контура при произвольном перемещении его в постоянном неоднородном магнитном поле, и при произвольной деформации контура. Если при этом поддерживать силу тока I постоянной, то работа силы Ампера будет равна произведению силы тока на изменение магнитного потока через контур.

Рельсотрон

(Railgun)

5.1.7. Магнитная постояннаяная;; напряжённость магнитного поляполя

Скалярный коэффициент пропорциональности µ0, входящий в формулы некоторых законов электромагнетизма при записи этих формул в рационализованной форме в системе СИ,

называют магнитной постоянной.

Поскольку электрическую постоянную часто называют диэлектрической проницаемостью вакуума, то и магнитную постоянную иногда (не совсем обоснованно) по аналогии называют магнитной проницаемостью вакуума.

Вгауссовой системе µ0 = 1. Численное значение магнитной постоянной µ0 в СИ мы определим позже. Пока лишь заметим, что коэффициент µ0 выбирается так, чтобы при взаимодействии двух проводников с токами, измеренными в амперах, расстояниями и длинами отрезков проводников, измеренными в метрах, сила взаимодействия измерялась бы в ньютонах.

Напряжённость магнитного поля

(Magnetic intensity)

Если B – магнитная индукция в какой-либо точке поля в вакууме, то напряжённостью магнитного поля (силой магнитного поля) в той же точке поля называют векторную величину H: