7.5. Напряженность магнитного поля

Напряженность в каждой точке магнитного поля - это расчет­ная величина, характеризующая интенсивность магнитного поля в этой точке, созданного током, без учета среды, в которой создает­ся поле.

Обозначается напряженность магнитного поля буквой Н.

Если в катушку, по которой проходит ток I, внести сердечник из ферромагнитного материала (рис. 7.1г), то величина магнитной индукции В в каждой точке магнитного поля увеличивается, а на­пряженность Н в этих точках остается неизменной.

Разница между напряженностью Н и индукцией В в какой-либо точке магнитного поля (хотя обе величины характеризуют интен­сивность магнитного поля) заключается в том, что напряжен­ность в точке магнитного поля характеризует интенсивность поля в этой точке, созданного током без учета магнитной проницаемо­сти среды, в которой создается поле, а индукция в этой точке ха­рактеризует интенсивность магнитного поля, созданного током и средой, которая намагничивается и изменяет его интенсивность; т. е. напряженность является расчетной величиной, не имеющей физического смысла, так как физически невозможно представить себе, что интенсивность поля не зависит от среды.

Таким образом, соотношение между В и H в какой-либо точке магнитного поля выглядит следующим образом:

(7.7)

т. к. μ_а характеризует способность среды намагничиваться. Следовательно, напряженность в этой точке

(7.8)

Из выражения (7.8) определяем единицу измерения напряжен­ности в любой точке магнитного поля:

Напряженность - величина векторная, причем направление вектора напряжен­ности в каждой точке совпадает с направ­лением магнитного поля в этой точке (касательная к магнитной линии в этой точке).

Если магнитное поле создано несколь­кими токами, то напряженность в каждой точке этого поля определяется геометри­ческой суммой напряженностей, создан­ных каждым током в этой точке (рис. 7.5).

Очевидно, для каждой точки магнитного поля напряженность имеет определенную величину и направление.

Рис. 7.5

7.6. Закон полного тока

Закон полного тока получен на основании многочисленных опы­тов. Этот закон устанавливает, что интеграл от напряженности магнитного поля по любому контуру (циркуляция вектора напряжен­ности) равен алгебраической сумме тонов, сцепленных с этим контуром:

(6.1)

причем положительными следует считать те токи, направление кото­рых соответствует обходу контура по направлению движения часо­вой стрелки (правило буравчика). В частности, для контура на рис. 7.6. по закону полного тока

Величина в (6.1) называется магнитодвижущей силой (сокра­щенно МДС).

Основной единицей измерения магнитодвижущей силы в системе СИ является ампер (А).

Магнитную цепь большинства электротехнических устройств можно представить состоящей из совокупности участков, в пределах каждого из которых можно считать магнитное поле однородным, т. е. с постоянной напряжен­ностью, равной напряженности магнитного поля H_k, вдоль средней линии участка длиной l_k. Для таких магнитных цепей можно заменить интегрирование в (6.1) суммированием.

Рис. 7.6.

Если при этом магнитное поле возбуж­дается катушкой с током I, у которой w витков, то для контура магнитной цепи, сцепленного с витками и состоящего из n участков, вместо (6.1) мож­но записать:

(6.2)

Таким образом, согласно закону полного тока МДС F равна сумме произведений напряженностей магнитного поля на длины соответствующих участков для контура магнитной цепи. Произведение часто называют магнитным напряжением участка маг­нитной цепи.