НАПРЯЖЁННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Векторная величина Н, являющаяся количеств. хар-кой магн. поля. Н. м. п. не зависит от магн. св-в среды. В вакууме Н. м. п. совпадает с магнитной индукцией В, численно

H=B в СГС системе единиц и

H=В/m0 в Международной системе единиц (СИ), m0 — магнитная постоянная.

В среде Н. м. п. Н определяет тот вклад в магн. индукцию B, к-рый дают внеш. источники поля:

Н=В-4pJ (в системе ед. СГС) или H=(B/m0)-J (в СИ), где J— намагниченность среды.

Если ввести магнитную проницаемость среды m, то для изотропной среды

Н=В/mm0 (в СИ).

Единица Н. м. п. в СИ — ампер на метр (А/м), в системе ед. СГС — эрстед (Э);

1 А/м=4pХ10-3 Э»1,256•10-2 Э.

Н. м. п. прямолинейного проводника с током I (в СИ) H=Il2pa (a — расстояние от проводника); в центре кругового тока H=I/2R (R — радиус витка с током I); в центре соленоида на его оси H=nI (n — число витков на ед. длины соленоида). Практич. определение Н в ферромагн. средах (в магн. материалах) основано на том, что тангенциальная составляющая Н не изменяется при переходе из одной среды в другую.

- аксиальный вектор H (r, t), определяющий [наряду с вектором магнитной индукции B(r, t)] свойства макроско-пич. магн. поля. В случае вакуума двухвекторное описание магн. поля является чисто формальным, поэтому в гауссовой системе единиц в вакууме B=H, хотя, в силу традиций, и измеряются в единицах с разным наименованием: В - в гауссах (Гс), a H - в эрстедах (Э). В СИ сохраняется различие и для вакуума: B = m₀ H, где m₀ - магнитная постоянная. Измеряется H. м. п. в СИ в амперах на метр (А/м), 1 A/м = = 4p^.10^-3 Э.

В соответствии с первым Максвелла уравнением источниками H. м. п. являются электрич. токи (проводимости, смещения и т. п.):

где j, j _CM - плотность тока, переносимого зарядами, и плотность тока смещения, D - вектор электрической индукции (здесь и далее применяется гауссова система единиц). В среде могут также присутствовать токи намагничивания с плотностью j _м, связанные с индуцированной и (или) спонтанной намагниченностью M; j _м = с [ M ]. Эти токи и обусловливают различие векторов поля В и H:

В этом отношении существует принципиальная разница между пост. и переменными во времени полями. В пост. полях ур-ние (2) (к-рое иногда наз. материальным ур-нием или ур-нием среды) автономно, в перeм. полях оно зависит от вида материальной связи между электрич. векторами: D = D (E) = E + 4p P ^e (E - напряжённость электрического поля, P ^e - вектор электрической поляризации), потому что вихревая составляющая плотности перем. тока j может быть с известным произволом интерпретирована и как плотность тока поляризации j _п = д P ^e/дt, и как плотность тока намагничивания j _м. В общем случае:

Поэтому определение H. м. п. в случае перем. полей условно и зависит от принятых материальных связей. В ВЧ-электродинамике иногда вообще не различают векторов В и H, относя все токи к токам поляризации. Принципиальным является вопрос о том, какой из векторов, В или H, берётся в качестве "первичного". Историч. традиция выбрала в качестве такового вектор H, с чем и связано его название - H. м. п. Поэтому ур-ние (2) трактовалось как зависимость вектора В от "первичного" поля H: B = H + 4p M = m H (m- магнитная проницаемость). Однако впоследствии оказалось, что истинно первичным целесообразнее считать вектор магн. индукции В, совпадающий с усредненной по физически малому объёму напряжённостью микроскопич. магн. поля в вакууме.

Магнитное поле

Cиловые линии магнитного полямагнита, визуализированные железными опилками.

Согласно уравнениям Максвелла и , и пока неизвестны магнитные монополи, магнитное поле может возникать лишь в результате изменения электрической индукции. Отсюда следует, что магнитное поле является вихревым, а его силовые линии (линии магнитной индукции) всегда замкнуты, то есть дивергенция магнитного поля везде равна 0.

Линии магнитной индукции могут быть наглядно визуализированы при помощи ферромагнитных порошков, помещённых в магнитное поле.

МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

- это силовая характеристика магнитного поля.

Вектор магнитной индукции направлен всегда так, как сориентирована свободно вращающаяся магнитная стрелка в магнитном поле.

Единица измерения магнитной индукции в системе СИ:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: