Магнитное поле различных источников. Магнитное поле в веществе

На рисунке 12.4 с помощью силовых линий изображены магнитные поля кольца с током, катушки с током, полосового магнита. Обращаем внимание, что силовые линии магнитного поля, в отличие от силовых линий электрического поля, являются замкнутыми линиями. Такие силовые поля называются вихревыми полями. То место источника магнитного поля, из которого силовые линии выходят, называют северным магнитным полюсом источника и обозначают буквой N, а то место, в которое силовые линии входят, называют южным магнитным полюсом и обозначают буквой S. При взаимодействии источников магнитного поля одноименные полюсы взаимно отталкиваются, разноименные полюсы взаимно притягиваются.

Рис.12.4

Вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т.е. сами становятся источниками магнитного поля. Это приводит к тому, что результирующее магнитное поле в веществе отличается от магнитного поля в вакууме:

, (12.4)

где - магнитная индукция в вакууме; - магнитная проницаемость вещества; - магнитная индукция в веществе. Магнитная проницаемость показывает, во сколько раз магнитное поле в данном веществе ослабляется или усиливается при намагничивании. Особый интерес представляют сильно намагничивающиеся вещества – ферромагнетики (типичный представитель этого класса веществ – железо). Для них величина достигает значений порядка сотен и даже тысяч. Ферромагнетики имеют большое практическое применение. Железный или стальной сердечник в катушке во много раз усиливает создаваемое ею магнитное поле при той же силе тока в катушке. Сердечники трансформаторов, генераторов, электродвигателей изготовляют из стали. Постоянные магниты (полосовые, дугообразные) делают из сильно намагниченной стали.

Магнитную индукциюможно измерять не только экспериментально, но и рассчитывать по формуле. Приведем эти формулы для некоторых источников магнитного поля.

Магнитная индукция в центре кругового тока радиуса R:

. (12.5)

Магнитная индукция поля прямого тока:

, (12.6)

где r ₀ - расстояние от оси провода до точки, в которой определяется магнитная индукция.

Магнитная индукция поля катушки:

B = m m _○ n I, (12.7)

где п - отношение числа витков катушки к ее длине, I – сила тока в катушке.

Если магнитное поле создается несколькими источниками, то для нахождения магнитной индукции результирующего поля используется принцип суперпозиции:

, (12.8)

где - магнитные индукции полей отдельных источников.

[2]. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: «Просвещение», 2009 и др. Глава 1.

Тема 13. (4часа)

Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Взаимосвязь электрического и магнитного полей.