12.1.3. Магнітна індукція
У
першому підрозділі було показано, що
на будь-яке нерухоме точкове тіло із
зарядом
,
розміщене в електромагнітному полі діє
сила
яка
виникає під дією електричного поля.
Якщо в електромагнітному полі швидкість
руху зарядженого тіла або зарядженої
частинки не дорівнює нулю, то, як по-казує
досвід, на це тіло або частинку діє
додаткова сила
,
яка виникає під ді-єю магнітного поля.
Величина
сили
пропорційна заряду
рухомих частинок, а її напрям залежить
від вектора швидкості
цих частинок, тобто
,
(12.3)
де
– фізична величина, яка характеризує
магнітне поле у кожній його точці, і
називається магнітною індукцією;
–векторний
добуток векторів
і
.
Рис.12.2
Напрям
вектора
збігається з напрямом одиничного вектора
(рис.12.2). Напрям одиничного вектора
визначають із таких умов : у кожній точці
магнітного поля в кожний момент часу є
певний напрям (це і є напрям вектора
),
характерний тим, що сила
буде найбільшою для випадку
.
Сила
перпендикулярна для векторів
і
.Якщо вибрати такий напрям швидкості,
щоб вектор
був перпендикулярним до
(
),
то сила
буде
найбільшою (рис.12.2).У цьому разі всі три
вектори
,
і
будуть взаємно перпендикулярними. Це
і визначає напрям вектора
.
Магнітна індукція
(12.4)
Припустимо,
що заряд рухається упорядковано зі
швидкістю
уздовж осі відрізка провідника довжиною
і утворює при цьому струм
.
Якщо заряд
проходить шлях
за час
,
то
.
При цьому через поперечний переріз
провідника за час
проходить заряд
,
отже,
.
Рис.12.3
Отже, з викладеного випливає, що магнітна індукція є векторна величина, яка характеризує силову дію магнітного поля на струм, або на рухомі заряджені частинки. Тобто магнітна індукція є силовою характеристикою магнітного поля, аналогічною напруженості електричного поля. Величина магнітної індукції дорівнює границі відношення механічної сили, яка діє на елемент провідника з електричним струмом, до добутку струму і довжини елемента провідника, коли довжина цього елемента прагне до нуля і якщо елемент про-відника розміщений так, що ця границя має найбільше значення. У такому разі напрям магнітної індукції перпендикулярний до напряму елемента провідника і напряму механічної сили і збігається з поступальним переміщенням правого гвинта при обертанні його від напряму механічної сили до напряму струму.
У СІ магнітна індукція вимірюється в теслах:
.
12.1.4. Намагніченість
Намагніченість речовини є однією з основних характеристик магнітного поля. З дослідів відомо, що феромагнітні речовини мають здатність намагнічуватися і ставати джерелами магнітного поля.
Інтенсивність
намагнічування феромагнітного тіла в
кожній його точці характеризується
магнітним моментом внутрішньомолекулярних
струмів, віднесених до одиниці об’єму.
Це відношення називається намагніченістю
речови-ни
у даній точці і позначається буквою
.
Магнітний
момент
будь-якого замкненого контура зі струмом
є вектором, величина якого дорівнює
добутку сили струму
на площу
контура, а напрям перпендикулярний до
площини контура і пов’язаний
з напрямом струму правилом свердлика:
(12.9)
Одиниця
вимірювання магнітного момента
Намагніченість речовини
(12.10)
Одиниця
вимірювання намагніченості
.
Отже, намагніченість речовини у даній точці дорівнює границі відношення магнітного момента деякого об’єму речовини, що включає дану точку, до цього об’єму