Магнитное поле характеризуется в каждой точке пространства вектором магнитной индукции [Тл], модуль которого
.
Взаимное направление векторов поясняется рис. 1.3, где показан прямолинейный тонкий провод с током i в равномерном магнитном поле. Это подчеркивает и закон Ампера для элемента проводника
,
где направление совпадает с направлением i.
Все вещества принято делить на ферромагнетики и неферромагнетики по их магнитным свойствам, которые учитываются с помощью вектора напряженности магнитного поля [A/м]:
,
где – абсолютная магнитная проницаемость [Гн/м],
– относительная магнитная проницаемость вещества,
Гн/м – магнитная постоянная.
Для неферромагнетиков , для ферромагнетиков и зависит от интенсивности поля (явление насыщения). Кроме того, ферромагнетикам свойственно и явление гистерезиса (рис. 1.4).
Магнитный поток [Вб]сквозь поверхность S равен:
.
Принцип непрерывности магнитного потока. Магнитный поток сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю:
.
По аналогии с электрическим полем вводится понятие магнитного напряжения (разности скалярных магнитных потенциалов) [A] между точками A и B:
.
Закон полного тока. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру равна полному току, пронизывающему этот контур:
.
Направление обхода контура связано с направлением тока правилом правоходового винта («буравчика»), что иллюстрируется рис. 1.5.
Потокосцепление катушки [Вб] равно произведению числа витков w на пронизывающий их поток F:
.
Закон электромагнитной индукции. Магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную некоторым контуром, вызывает в этом контуре электродвижущую силу (ЭДС), пропорциональную скорости изменения потокосцепления:
Если эта ЭДС может вызвать в контуре ток, то он будет противодействовать изменению магнитного потока. Об этом и свидетельствует знак «минус» в формуле (правило Ленца).