Магнитное поле, магнитная индукция и магнитный поток

Магнитная стрелка, внесенная в пространство окружающее проводник с током испытывает испытывает действие механических сил, под влиянием которых она занимает определенное положение. Это указывает на то, что проводник в с током окруженный магнитным полем, которое представляет собой одну из сторон электромагнитного поля, выявляемую по силовому действию на проводник с током или на движущиеся заряженные тела и элементарные частицы.

Магнитное поле возникает во всех случаях движения электрически заряженных частиц и тел. Магнитное поле постоянных магнитов, в том числе и магнитной стрелки, является следствием молекулярных токов, образуемых движением электронов по атомным орбитам и вращением их вокруг своей оси.

Магнитное поле и электрический ток неразрывно связаны друг с другом.

Направление указываемое северным концом магнитной стрелки, установившейся под воздействием сил поля, принимается за направление магнитного поля.

Прямолинейный провод стоком I , расположенный в магнитном поле перпендикулярно его направлению (рис.1), испытывает действие электромагнитной силы F. Эта сила пропорциональна току I, длине той части провода j, которая расположена в данном магнитном поле (активная длина) и интенсивности магнитного поля, определяемой магнитной индукцией В:

F = I B j

откуда магнитная индукция:

B = F / ( I j )

Таким образом магнитная индукция численно равна электромагнитной силе, действующей, действующей на провод длинной 1 м, расположенной перпендикулярно направлению поля, при токе в нем 1 А.

Единицей магнитной индукции служит ТЕСЛА (Т):

Единица ВОЛЬТ-СЕКУНДА называется ВЕБЕР (Вб), а вебер, деленный на квадратный метр ТЕСЛА (Т).

Магнитная индукция иногда измеряется в ГАУССАХ (Гс) — единице, не принадлежащий к системе СИ, при этом:

Магнитная индукция является векторной величиной, направление вектора ее в каждой точке совпадает с направлением магнитной стрелки.

Магнитное поле, во всех точках которого векторы магнитной индукции равны между собой, называются однородными. Такое поле получается, например, между двумя плоскими параллельно расположенными полюсами магнита или электромагнита.

Графически магнитное поле изображается линиям и магнитной индукции или магнитными линиями. Они проводятся так, чтобы направление касательной в каждой точке линии совпадало с вектором магнитной индукции, а следовательно, и с направлением поля. Магнитные линии всегда являются замкнутыми. На рисунке 2 показаны магнитные линии прямолинейного проводника с током, а на рисунке 3 — магнитные линии кольцевого тока.

Направление магнитного поля зависит от направления тока. По правилу буравчика — при совпадении поступательного движения буравчика с направлением тока направление вращения его рукоятки указывает направление магнитных линий. Или, при совпадении направления вращения рукоятки буравчика с направлением тока в контуре (рис. 3) поступательное движение буравчика указывает направление магнитных линий, пронизывающих поверхность ограниченную контуром.

Если через каждую единичную площадку (1 мс² или 1 м²), перпендикулярно направлению поля, провести число линий, равное или прямо пропорциональное величине магнитной индукции в данном месте поля, то плотность магнитных линий можно использовать для оценки величины магнитной индукции.

Произведение магнитной индукции В, однородного поля и величины площади S, перпендикулярно вектору этой индукции, называется магнитным потоком:

Ф = ВS

Так как величина магнитной индукции оценивается плотностью магнитных линий, то оценка магнитного потока, пронизывающего площадь S, производится числом магнитных линий, проходящих через указанную площадь.

В системе СИ магнитный поток измеряется в теслах (Т), умноженных на квадратный метр, или в веберах (Вб):

Иногда применяется не относящееся к системе СИ более мелкая единица магнитного потока МАСКВЕЛЛ:

Источник — Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. (1972)

Добавить комментарий