ГЛАВА 2. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ

2.1. Магнитное поле: основные понятия и величины

Магнитное поле возникает всегда, когда имеются движущиеся электрические заряды или электрический ток. Часто магнитное поле возбуждается особыми веществами, называемыми постоян­ными магнитами. Чтобы использовать магнитное поле, надо знать его свойства. Основным свойством магнитного поля является си­ловое воздействие на движущиеся в нем заряженные тела или на проводники с током. Силовое воздействие зависит также от свойств вещества, вносимого в магнитное поле.

Магнитное поле обладает определенной направленностью, оно характеризуется вектором. Обычно магнитные поля представляют­ся с помощью силовых линий. Силовая линия магнитного поля является воображаемой линией, касательная к которой совпадает с индукцией магнитного поля В. Вектор совпадает с положением магнитной стрелки магнитного компаса (рис. 2.1). Магнитные сило­вые линии всегда замкнуты. На рис. 2.1 показаны силовые линии постоянного магнита, а на рис. 2.2 — магнитное поле проводника с током.

У постоянных магнитов (или у намагниченных стержней) все­гда имеется два полюса: N — норд (северный), откуда выходят си­ловые линии, и S — зюйд (южный), куда они входят. Если внести в магнитное поле магнитную стрелку, она всегда будет ориентиро­вана по касательной к силовой линии, причем направление сило­вой линии показывает магнитный полюс N стрелки.

Магнитное поле часто создается с помощью электрического тока I, протекающего по обмотке, например, соленоида.

Солено­идом называют катушку с сердечником из магнитного материала (рис. 2.3).

Образующееся в этом случае магнитное поле так же бу­дет иметь два полюса. Направление магнитного поля (направление вектора индукции ) можно найти с помощью правила правого винта (рис. 2.4, а) или правила правой руки (рис. 2.4, б). Направив ток проводника по ходу правого винта, по вращению головки винта определяем направление магнитного поля В проводника с током. Поле в соле­ноиде проще находить по правилу правой руки. Для этого нужно расположить пальцы правой руки по направлению тока в витках соленоида, тогда большой палец укажет направление силовой маг­нитной линии.

Магнитная индукция В определяет силовые свойства магнит­ного поля. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл).

Для расчета магнитных полей применяют и другую физиче­скую величину — напряженность магнитного поля H. Единицей напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м). Связь между индукцией и напряженностью магнитного поля в немагнитных материалах определяется выражением В = , где

₀ — магнитная постоянная, равная . Напряженность

также является векторной величиной и совпадает по направле­нию с вектором индукции .

Если силовые магнитные линии пронизывают некоторую по­верхность площадью S, то используют понятие магнитного пото­ка Ф через данную площадь: Ф= В∙S. Единицей магнитного потока является вебер (Вб).