На головну

Основні характеристики магнітного поля

  1. Ex.7. Використовуючи текст, складіть список слів, які називають основні методи дослідження хворих і цілі їх використання. Складіть пропозиції з цими словами.
  2. II. Основні вимоги, що пред'являються до аварійно-рятувальним формуванням і рятувальникам при атестації
  3. III СТРУКТУРА ВИПУСКНИЙ ПИСЬМОВІЙ КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ ТА ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ЇЇ ОФОРМЛЕННЯ
  4. Mетрологічні характеристики електровімірювальніх приладів
  5. Oslash; Джерела і основні положення Соборне Уложення 1649 року.

Аналогічно електричного поля, необхідно для магнітного поля ввести кількісну характеристику. Для цього вибирають деякий об'єкт - «пробне тіло», що реагує на магнітне поле. Як такого тіла досить взяти малу рамку (контур) з струмом, щоб можна було вважати, що рамка поміщається в деяку точку поля. Досвід показує, що на пробну рамку з струмом в магнітному полі діє момент сили М, залежить від ряду факторів, у тому числі і від орієнтації рамки. Максимальне значення М залежить від магнітного поля, в якому знаходиться контур, і від самого контуру: сили струму I, Що протікає по ньому, і площі S, охоплюється контуром, т. е.

Mmax ~ IS. (13.1)

величину

pm = IS (13.2)

називають магнітним моментом контуру зі струмом. Таким чином,

Mmax ~pm(13.3)

Магнітний момент - векторна величина. Для плоского контуру зі струмом вектор  направлений перпендикулярно площині контура і пов'язаний з напрямком струму I правилом правого гвинта (рис. 13.1).

Магнітний момент є характеристикою не тільки контура зі струмом, а й багатьох елементарних частинок (Протони, нейтрони, електрони і т. Д.), Визначаючи поведінку їх в магнітному полі.

Одиницею магнітного моменту служить ампер-квадратний метр (А - м2). Магнітний момент елементарних частинок, ядер, атомів і молекул виражають в особливих одиницях, званих атомним (mб) або ядерним (mя) магнетон Бора:

mб = 0,927 - 10-23 А - м2 (Дж / Тл),

mя = 0,505 - 10 26 А - м2 (Дж / Тл).

Залежність (13.3) використовують для введення силового характеристики магнітного поля - вектора магнітної індукції .

Магнітна індукція в деякій точці поля дорівнює відношенню максимального крутного моменту, що діє на рамку з струмом в однорідному магнітному полі, до магнітного моменту цієї рамки.

B = Mmах/ рm. (13.4)

вектор  збігається за напрямком з вектором  в положенні стійкої рівноваги контуру. На рис. 13.2 показано положення рамки зі струмом у магнітному полі індукції , що відповідає максимальному моменту сили (а) і нульового (Б). Останній випадок відповідає стійкій рівновазі (вектори и  колінеарні).

Одиницею магнітної індукції є тесла (Тл):

Таким чином, в поле з магнітною індукцією 1 Тл на контур, магнітний момент якого 1 А - м2, Діє максимальний момент сили 1 Н - м.

Магнітне поле графічно зображують за допомогою ліній магнітної індукції, дотичні до яких показують напрямок вектора . Густота ліній, т. Е. Число ліній, що проходять через одиничну, перпендикулярно їм розташовану майданчик, пропорційна модулю вектора . Лінії магнітної індукції не мають початку або кінця і є замкнутими. Подібні поля називають вихровими. Циркуляція вектора магнітної індукції по будь-якої лінії магнітної індукції не дорівнює нулю:

(13.5)

Розглянемо деяку площадку S, що знаходиться в області однорідного магнітного поля індукції  (Рис. 13.3). Проведемо лінії магнітної індукції через цю площадку. Її проекція на площину, перпендикулярну лініях, дорівнює S0. Число ліній, які пронизують S і S0, однаково. Так як густота ліній відповідає значенню В, то загальне число ліній, які пронизують майданчики, пропорційно

Ф = ВS0. (13.6)

На рис. 13.3 видно, що S0 = S cos a, звідки

Ф = BS cos aілі Ф = BnS, (13.7)

де Вп = В cos a - проекція вектора  на напрям нормалі п к майданчику, Ф - магнітний потік.

У більш загальному випадку, наприклад, неоднорідного магнітного поля поверхні, а не плоскою майданчика (рис. 13.4), магнітний потік Ф також пропорційний числу ліній магнітної індукції, що пронизують поверхню.

Одиницею магнітного потоку, відповідно до (13.6), є вебер (Вб):

1 Вб = 1 Тл - м2.

З формули (13.7) видно, що потік може бути як позитивним (cos a> 0), так і негативним (cos a <0).

Відповідно до цього лінії магнітної індукції, що виходять із замкнутої поверхні, вважають позитивними, а вхідні - негативними. Так як лінії магнітної індукції замкнені, то магнітний потік крізь замкнену поверхню дорівнює нулю.

Як і будь-яка матеріальна субстанція, магнітне поле має енергію. Проілюструємо наявність такої енергії на прикладі магнітного поля, створеного контуром з постійним струмом. Якщо розімкнути ланцюг контуру, то зникне струм і, отже, магнітне поле. При розмиканні ланцюга виникне іскра або дугового розряд. Це означає, що енергія магнітного поля перетворилася в інші форми енергії - світлову, звукову та теплову.

Вираз для об'ємної щільності енергії магнітного поля має такий вигляд:

де w - Магнітна проникність середовища, а m0 - Магнітна постійна.



| закон Ампера

електропровідність електролітів | | | | | На рухомий електричний заряд. сила Лоренца | Магнітні властивості речовини | |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати