Интензитет на магнитното поле

От testwiki
Версия от 06:07, 9 февруари 2025 на imported>Mihail Al. Mihaylov (Допълнение, разширение, редактиране.)
(разл) ← По-стара версия | Текуща версия (разл) | По-нова версия → (разл)
Направо към навигацията Направо към търсенето

Шаблон:Класическа електродинамика Интензитет или напрегнатост на магнитното поле е векторна физична величина, равна на разликата между вектора на магнитната индукция Шаблон:Math и вектора на намагнитване Шаблон:Math. Обозначава се обикновено със символа Шаблон:Math[1]. Връзката между тях в международната система СИ е

𝐇=1μ0𝐁𝐌, където μ0 – магнитна проницаемост на вакуума (известна и като магнитна константа).

В системата СГС: 𝐇=𝐁4π𝐌.

В най-простия случай на изотропна (по магнитни свойства) среда и в приближение на достатъчно ниски честоти, намагнитването Шаблон:Math зависи линейно от приложеното магнитно поле с индукция Шаблон:Math:

𝐌=α𝐁.
Сравнение на B, H и M вътре и извън цилиндричен магнит.

Исторически е прието обаче коефициентът да не се означава с α, а да се изразява чрез свързаните величини магнитна проницаемост μ или магнитна възприемчивост χ:
в системата СИ: 

𝐌=μ1μ0μ𝐁=χμ0(1+χ)𝐁;

в системата СГС:

𝐌=μ14πμ𝐁=χ1+4πχ𝐁.

В системата СИ интензитетът на магнитното поле се измерва в ампер на метър (A/m),
в системата СГС – в оерстеди (Ое).

1 оерстед = 1000/(4π) = 79,577 A/m

1 А/m = 4Шаблон:Math/1000 ≈ 0,01256637 Ое

Физически смисъл

Във вакуум (или в отсъствие на среда, поддаваща се на магнитна поляризация, а също така и когато тя е пренебрежима) интензитетът на магнитното поле (Шаблон:Math) съвпада с вектора на магнитната индукция (Шаблон:Math) с точност до коефициент, равен на 1 в СГС и μ0 в СИ.

В магнитни материали интензитетът на магнитното поле има физическия смисъл на „външно“ поле, т.е. съвпада (в зависимост от приетата система единици, с точност до постоянен коефициент) с такъв вектор на магнитната индукция, какъвто би бил той, ако нямаше магнитен материал.

Например, ако полето се създава от соленоид с желязна сърцевина, интензитетът на магнитното поле Шаблон:Math вътре в нея съвпада (в СГС точно, а в СИ – с точност до постоянен коефициент) с вектора Шаблон:Math, който би бил създаден от соленоида при отсъствие на сърцевина и който по принцип може да се пресметне, като се знае геометрията на соленоида и протичащия електрически ток, без всякаква допълнителна информация за материала на сърцевината и неговите магнитни свойства.

При това трябва да се подчертае, че магнитната индукция Шаблон:Math е по-фундаментална характеристика на магнитното поле. Тя определя силата на въздействие на магнитното поле върху движещите се заредени частици и протичащите токове, а освен това може непосредствено да се измери, докато интензитетът на магнитното поле Шаблон:Math може да се разглежда по-скоро като спомагателна величина (макар че пресмятането ѝ, поне в статичния случай, е по-просто, и в това се състои нейната ценност: Шаблон:Math се създава от т.нар. свободни токове, които сравнително лесно се измерват непосредствено).

В обичайно използвания математически израз за енергия на магнитното поле (в среда) Шаблон:Math и Шаблон:Math влизат почти равноправно, но трябва да се отчита, че тук е включена и енергията, изразходена за поляризация на средата, а не само собствената енергия на полето. Енергията на самото магнитно поле се изразява само чрез Шаблон:Math.

На границата между два материала, по която не протича повърхностен ток на проводимост, тангенциалният компонент на магнитния интензитет Шаблон:Math, успореден на повърхността, не се прекъсва.

Ако има повърхностен ток на проводимост 𝐢, тогава стойността на разликата на този компонент от едната и другата страна на границата е точно равна на |𝐢|.

В магнитни среди интензитетът на магнитното поле е съставено от две независими части: 𝐇=𝐇0+𝐇d;
𝐇0 е приложеното магнитно поле, дължащо се само на свободните токове, а
𝐇d е (де)магнетизиращото поле, дължащо се само на свързаните токове. [2]

Източници

  1. Шаблон:Цитат уеб
  2. Необходим е трети член за промяна на електрическите полета и поляризационните токове; този член на тока на сместване е включен в уравненията на Максуел.

Шаблон:Превод от