Напряженность магнитного поля

Магнитная индукция характеризует магнитное поле с учетом свойств среды и зависит от абсолютной магнитной проницаемости среды (μ_а):

Напряженность магнитного поля (Н) характеризует интенсивность магнитного поля в точке без учета среды, в которой создается поле. Тогда напряженность магнитного поля в точке на расстоянии а:

.

Направление вектора H совпадает с направлением вектора В. Напряженность магнитного поля является характеристикой только внешнего намагничивающего поля, магнитного поля источника. Магнитная индукция характеризует общее результирующее магнитное поле в данной точке, которое состоит из намагничивающего поля и поля, созданного самою средою.

Для диамаг­нитных и парамагнитных веществ напряженность и магнитная индукция мало отличаются друг от друга. Для ферромагнитных веществ магнитная индукция значительно больше напряженности магнитного поля.

Закон полного тока

Рис.4.

Напряженность магнитного поля вокруг проводника с током (рис.4). Из последнего равенства найдем, что I =H•2πа, где 2πа есть длина магнитной линии, проходящей через рассматриваемую точку. Произведение напряженности магнитного поля на длину магнитной линии равно току, проходящему сквозь поверхность, ог­раниченную этой магнитной линией  это и есть простейшая форма закона полного тока (при аl).

В общем виде закон полного тока: ал­гебраическая сумма токов, пронизывающих поверхность, ограничен­ную магнитной линией, равна произведению напряженности магнит­ного поля на длину магнитной линии:

ΣI = H•l,

где l  длина магнитной линии, ограничивающей поверхность, про­низываемую токами.

Например, по трем проводам протекают токи I₁, I₂, I₃ в направлениях, указанных стрелками (рис. 5).

Каждый провод создает свое магнитное поле, которое, складываясь с магнитными полями других проводов, образует ре­зультирующее магнитное поле. Одна из магнитных линий резуль­тирующего поля изображена на рис.5. Напряженность в каждой точке этой линии будет: H = (I1 - I2 +I3)/l.

Рис.5

Абсолютная магнитная проницаемость μ_а характеризует физические свойства среды (способность намагничиваться). Абсолютная магнитная проницаемость:

μ_а = μ₀μ,

где: μ₀ = 4π·10^-7 Г/м (генри/метр), магнитная постоянная, (абсолютная магнитная проницаемость вакуума);

μ – относительная магнитная проницаемость (используется и обозначение μ_r – магнитная проницаемость)..

Относительная магнитная проницаемость μ характеризует способность среды под действием внешнего поля (намагничивающего поля) создавать свое собственное магнитное поле, т. е. характеризует способность среды намагничиваться. μ показывает, во сколь­ко раз магнитное поле в веществе сильнее (или слабее), чем в ва­кууме: μ= μ_а/ μ₀.

Для вакуума μ равна единице. Это означает, что вакуум никак не реагирует на магнитное поле, вошедшее в него.

Есть вещества, для которых μ немного меньше единицы (вода, водород, медь, серебро, углерод, кремний и др.). Такие вещества называются диамагнитными. Они под действием внешнего поля создают свое собственное поле, направленное навстречу внешнему, намагни­чивающему полю, в результате чего результирующее поле в такой среде будет меньше намагничивающего поля. Диамагнитные вещества ослабляют внешнее намагничивающее поле.

У парамагнитных веществ μ равно единице или немного более единицы (вольфрам, марганец, платина, воздух и др.). Они под действием внешнего намагничи­вающего поля создают свое собственное поле, очень слабое, которое совпадает с направлением намагничивающего поля, в результате чего результирующее поле в этой среде будет таким же, как на­магничивающее, или немного больше его.

У ферромагнитных веществ μ значительно больше единицы (10² 10⁵). Такие вещества под действием внешнего намагничивающего поля создают свое собственное поле во много раз (тысяч и даже сотен тысяч раз) большее, чем намагничивающее поле. Результирующее поле в ферромагнитной среде, рав­ное сумме намагничивающего поля и поля, созданного самою сре­дою, будет во много раз больше намагничивающего поля. Это железо, кобальт, никель и некоторые сплавы.