Основные величины, характеризующие магнитное поле

Основными векторными величинами, характеризующими магнитное поле, являются магнитная индукция  и намагниченность .

Магнитная индукция  – это векторная величина, определяемая по силовому воздействию магнитного поля на движущийся электрический заряд.

Намагниченность  – магнитный момент единицы объема вещества.

 Кроме этих двух величин магнитное поле характеризуется вектором напряженности .

Три величины – , ,  – связаны друг с другом следующей зависимостью:

(32.4)

В системе СИ единица индукции В – Тесла (Тл), а единица намагниченности и напряженности – ампер на метр (А/м).

Намагниченность представляет собой вектор, направление которого в данной точке поля совпадает с направлением вектора . При этом

æ ,

(32.5)

где æ – магнитная восприимчивость вещества, характеризующая способность вещества намагничиваться.

Подставив (32.5) в (32.4) и обозначив (1+æ) = , получим:

(32.6)

где  = μ_а /μ ₀– относительная магнитная проницаемость среды;

  μ ₀ – магнитная постоянная, характеризующая магнитные свойства вакуума;

  μ_а – абсолютная магнитная проницаемость среды.

В системе СИ μ ₀ = 4πּ10^-7Гн/м.

У ферромагнитных материалов µ и æ зависят от напряженности магнитного поля H и поэтому зависимость (32.6) является нелинейной. В расчетах магнитных цепей часто используют величину, называемую магнитным потоком Ф, под которой понимают поток вектора магнитной индукции через некоторую поверхность S.

(32.7)

В системе СИ единицей магнитного потока является вебер (вб). Электрический ток, протекая по проводнику, создает в окружающем пространстве магнитное поле. Направление тока в проводнике и магнитных силовых линий связаны правилом буравчика.

Ток возбуждает магнитное поле благодаря своей намагничивающей силе F. Намагничивающая сила создает в пространстве, окружающем проводник, определенную, пропорциональную ей напряженность магнитного поля H. Под действием напряженности магнитного поля изменяется магнитное состояние среды, которое характеризуется вектором магнитной индукции В. Таким образом, напряженность магнитного поля определяется величиной тока, а магнитная индукция зависит как от величины тока, так и от параметров самой среды (через ее магнитную проницаемость).

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Какой эквивалентной линейной схемой замещения можно заменить нелинейный резистор?

2. Поясните методику расчета нелинейной цепи постоянного тока методом линеаризации.

3. Как можно применить метод эквивалентного генератора для расчета тока в ветви с нелинейным сопротивлением?

4. Как при помощи нелинейного элемента осуществить стабилизацию тока в нагрузке?

5. Как при помощи нелинейного элемента осуществить стабилизацию постоянного напряжения?

6. Как подразделяются материалы по магнитным свойствам?

7. Перечислите основные величины магнитного поля. Как они связаны между собой?

8. Какую величину называют магнитным потоком? В каких единицах измеряется магнитный поток?