7.2. Магнитная индукция

Для характеристики интенсивности магнитного поля вводится понятие магнитной индукции. Магнитная индуктивность характеризуется силой, действующей на движущийся в магнитном поле электрический заряд (ток). Обозначается магнитная индуктивность буквой В.

Элементарная магнитная индукция созданная в какой-либо точке А элементом длины проводника , по которому проходит ток I, на расстоянии r от элемента длины (рис. 7.2) определяется выражением (закон Био - Савара)

(1)

где - абсолютная магнитная проницае­мость среды, в которой определяется индук­ция; r - радиус-вектор (расстояние между элементом длины и исследуемой точкой А); α – угол между направлением тока по элементу длинны проводника и радиусом вектора r.

Рис. 7.2.

Для определения магнитной индукции В, которая создается всем проводником длинной l с током I, в точке А необходимо просуммировать элементарные индукции по всей длинне проводника

(2)

Магнитная индукция – величина векторная. Вектор магнитной индукции в каждой точке магнитного поля направлен по касательной к магнитной линии в этой точке.

Основной единицей измерения является тесла: .

7.3. Магнитная проницаемость

Магнитная индукция в магнитном поле зависит от абсолютной магнитной проницаемости , характеризующей магнитные свойства среды, в которой создается поле.

Абсолютная магнитная проницаемость среды характеризует способность среды намагничиваться. Единицей измерения является:

(3)

Абсолютная магнитная проницаемость вакуума - величина постоянная и называется магнитная постоянная. Ее значение равно

Абсолютную магнитную проницаемость любой среды удобно выражать через магнитную постоянную и магнитную проницаемость , которая показывает, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость среды больше или меньше магнитной проницаемости

Иногда называют относительной магнитной проницаемостью.

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

Рис. 7.3.

7.4. Магнитный поток

Магнитный поток Ф сквозь площадку S, перпендикулярную вектору магнитной индукции В_H в однородном магнитном поле, определяется выражением

(7.6)

Магнитный поток измеряется в веберах (основная единица):

[Ф] = [ВS] = = Вб (вебер).

В практических расчетах встречается единица магнитного пото­ка максвелл, которая в 10⁸ раз меньше вебера: т. е. 1 Мкс = 10^-8 Вб.

Если вектор магнитной индукции В составляет угол β с перпендикуляром к площадке S (рис. 7.4), то нормаль­ная (перпендикулярная) составляющая вектора магнитной индукции В_H опре­деляется как .

Рис. 7.4

В общем случае при определении магнитного потока через произвольную поверхность в неоднородном магнитном поле площадку S разбивают на бесконечно малые площадки dS, для каждой из ко­торых поле можно считать однородным. Тогда элементарный магнитный поток dФ через элементарную площадку dS определя­ется так:

Магнитный поток Ф через всю поверхность площадью S опре­деляется суммированием (интегрированием) элементарных маг­нитных потоков dФ по всей площади S

Магнитный поток сквозь замкнутую поверхность равен нулю , так как каждая магнитная линия, входящая в замкнутую поверхность, должна из нее выйти.

Магнитный поток, как один из параметров магнитного поля, необходимо знать или определять при анализе и расчете режима работы различных электротехнических приборов, устройств и установок (магнитных цепей, электрических машин, трансфор­маторов, электромагнитов различного назначения, электроизме­рительных приборов и др.).