Solénoïde- une bobine dont la longueur dépasse largement son épaisseur (conducteur enroulé sur un cylindre). L'expérience et les calculs montrent que plus le solénoïde est long, moins il y a d'induction MF à l'extérieur. Pour un solénoïde infiniment long, il n'y a aucun MP externe.
Étape 1. D'après des considérations de symétrie, il est clair que les lignes vectorielles sont dirigées le long de son axe et forment un système à droite avec la direction du courant dans le solénoïde.
Étape 2. Sélectionnez le contour L sous la forme d'un rectangle 1-2-3-4-1, comme indiqué sur la Fig. 6 (dont l'un des côtés est parallèle à l'axe du solénoïde et se situe à l'intérieur de celui-ci).
Riz. 6
Calculons la circulation le long de ce circuit :
où est la longueur du côté 1-2 du contour. Sur les côtés 2-3, 3-4 et 4-1 l'intégrale tend vers zéro, car à l'intérieur et à l'extérieur du solénoïde.
Étape 3. Calculons la somme des courants parcourus par le circuit, où est le nombre de tours du côté du circuit 1-2. Nous sélectionnons le signe «+», car Le sens du courant et le contournement du circuit sont liés par la règle de la vis droite.
Étape 4. A l'aide de la circulation, on trouve le module du vecteur : 
, où
, (1.20)
où est le nombre de tours par unité de longueur du solénoïde.
Champ magnétique d'un tore Tore- une bobine annulaire à spires enroulées sur une âme en forme de tore.
Ici N- le nombre de spires dans une bobine toroïdale, - le rayon de la ligne axiale du tore (c'est-à-dire le cercle passant par les centres des spires).
Il n'y a pas de député en dehors du tore.
§ 5. Force ampère
Chaque porteur de courant subit une force magnétique. L'action de cette force est transmise au conducteur le long duquel se déplacent les charges. En conséquence, le champ magnétique (MF) agit avec une certaine force sur le conducteur parcouru par le courant lui-même. Les forces agissant sur les courants dans le MP sont appelées forces Ampère.
La loi d'Ampère détermine la force avec laquelle le champ magnétique agit sur un élément conducteur porteur de courant :
En intégrant cette expression sur les éléments du courant, on peut trouver la force Ampère agissant sur une section particulière du conducteur.
Il est pratique de déterminer la direction de la force à l'aide de la règle de gauche (Fig.).
Riz. Règle de la main gauche.
La force d'interaction entre les courants parallèles. 2 conducteurs parallèles d'une longueur infinie transportant des courants sont situés à distance. Une force agit sur une unité de longueur d'un conducteur porteur de courant 
.
Il est facile de voir que les courants de même direction s’attirent et que ceux de directions opposées se repoussent. Ici, nous parlons uniquement de force magnétique ! Il ne faut pas oublier qu’en plus de la force magnétique, il existe également une force électrique provoquée par des charges excédentaires à la surface des conducteurs. Par conséquent, si nous parlons de la force totale d'interaction entre les conducteurs, elle peut alors être répulsive ou attractive, en fonction du rapport des composants magnétiques et électriques.
§ 6. Moment des forces agissant sur un circuit avec courant
Un solénoïde est une bobine cylindrique constituée de fil dont les spires sont enroulées dans un sens (Fig. 223). Le champ magnétique d'un solénoïde est le résultat de l'addition de champs créés par plusieurs courants circulaires situés à proximité et ayant un axe commun.
Sur la fig. 223 montre quatre tours d'un solénoïde avec courant Pour plus de clarté, les demi-tours situés derrière le plan de la feuille sont représentés par des lignes pointillées. Cette figure montre qu'à l'intérieur du solénoïde, les lignes de force de chaque spire individuelle ont la même direction, tandis qu'entre spires adjacentes elles ont des directions opposées. Par conséquent, avec un enroulement suffisamment dense du solénoïde, les sections de directions opposées des lignes de force adjacentes. les virages sont mutuellement
sera détruit et les sections également dirigées fusionneront en une ligne de force fermée commune, passant à l'intérieur de tout le solénoïde et l'enveloppant de l'extérieur.
Une étude détaillée du champ magnétique d'un solénoïde long, réalisée à l'aide de limaille de fer, montre que ce champ a la forme représentée sur la Fig. 224. À l'intérieur du solénoïde, le champ s'avère pratiquement uniforme, à l'extérieur du solénoïde il est inhomogène et relativement faible (la densité des lignes de champ est ici très faible).
Le champ externe du solénoïde est similaire au champ d'un barreau magnétique (voir Fig. 212). Comme un aimant, un solénoïde possède un pôle nord C, un pôle sud et une zone neutre.
L'intensité du champ magnétique à l'intérieur d'un long solénoïde est calculée par la formule
où I est la longueur du solénoïde, le nombre de ses tours et l'intensité du courant qu'il contient. Le produit est généralement appelé nombre d'ampères-tours.
La formule (18) est un cas particulier d’expression de l’intensité du champ à l’intérieur d’un solénoïde de longueur finie, qui à son tour est dérivée comme suit.
Sur la fig. 225 montre une coupe longitudinale du solénoïde avec un plan vertical passant par son axe. La longueur du solénoïde I, le rayon de ses tours, le nombre de tours, l'intensité du courant traversant le solénoïde,
En considérant le solénoïde comme un ensemble de spires étroitement adjacentes les unes aux autres (courants circulaires ayant un axe commun, on détermine l'intensité du champ magnétique au point A sur l'axe du solénoïde comme la somme des intensités de toutes ses spires. Pour ce faire , sélectionnez une petite section de la longueur du solénoïde.
Il contient des tours. Selon la formule (17), l'intensité de champ d'un tour. Par conséquent, l'intensité de champ de la section sera égale à
De la fig. 225, il est clair que Ensuite, en substituant ces expressions dans
formule (19) et en faisant des réductions, on obtient
En intégrant la dernière expression dans la plage de à, nous trouvons l'intensité de champ totale au point A :
Ils sont fermés, cela indique qu'il n'y a pas de charges magnétiques dans la nature. Les champs dont les lignes de champ sont fermées sont appelés champs de vortex. Autrement dit, le champ magnétique est un champ vortex. Ceci diffère du champ électrique créé par les charges.
Solénoïde.
Solénoïde- Il s'agit d'une spirale métallique avec courant.
Le solénoïde est caractérisé par le nombre de tours par unité de longueur n, longueur je et diamètre d. L'épaisseur du fil dans le solénoïde et le pas de l'hélice (ligne hélicoïdale) sont petits par rapport à son diamètre d et longueur je. Le terme «solénoïde» est également utilisé dans un sens plus large - c'est le nom donné aux bobines de section arbitraire (solénoïde carré, solénoïde rectangulaire) et pas nécessairement de forme cylindrique (solénoïde toroïdal). Distinguer solénoïde long (je ≫ d) Et solénoïde court (l ≪ ré). Dans les cas où la relation entre d Et je non spécifiquement indiqué, un long solénoïde est implicite.
Le solénoïde a été inventé en 1820 par A. Ampère pour renforcer l'action magnétique du courant découvert par X. Oersted et utilisé par D. Arago dans des expériences sur la magnétisation des tiges d'acier. Les propriétés magnétiques d'un solénoïde ont été étudiées expérimentalement par Ampère en 1822 (en même temps qu'il introduisait le terme « solénoïde »). L’équivalence du solénoïde avec les aimants naturels permanents a été établie, confirmant la théorie électrodynamique d’Ampère, qui expliquait le magnétisme par l’interaction de courants moléculaires annulaires cachés dans les corps.
Lignes de champ magnétique du solénoïde :
La direction de ces lignes est déterminée à l'aide de deuxième règle de la main droite.
Si vous saisissez le solénoïde avec la paume de votre main droite, en dirigeant quatre doigts le long du courant dans les tours, le pouce étendu indiquera la direction des lignes magnétiques à l'intérieur du solénoïde.
En comparant le champ magnétique d'un solénoïde avec le champ d'un aimant permanent (Fig. ci-dessous), vous pouvez voir qu'ils sont très similaires.
Comme un aimant, le solénoïde a deux pôles : le nord ( N) et du sud ( S). Le pôle Nord est celui d’où émergent les lignes magnétiques ; le pôle sud est celui dans lequel ils entrent. Le pôle nord du solénoïde est toujours situé du côté vers lequel pointe le pouce de la paume lorsqu'il est positionné conformément à la deuxième règle de la main droite.
Un solénoïde en forme de bobine avec un grand nombre de tours est utilisé comme aimant.
Les études du champ magnétique d'un solénoïde montrent que l'effet magnétique d'un solénoïde augmente avec l'augmentation du courant et du nombre de tours dans le solénoïde. De plus, l'action magnétique d'un solénoïde ou d'une bobine conductrice de courant est renforcée en y introduisant une tige de fer, appelée cœur.
Électro-aimants.
Les électro-aimants modernes peuvent soulever des charges pesant plusieurs dizaines de tonnes. Ils sont utilisés dans les usines pour déplacer des produits sidérurgiques lourds. Les électroaimants sont également utilisés dans l'agriculture pour nettoyer les grains d'un certain nombre de plantes des mauvaises herbes et dans d'autres industries.
Le solénoïde est une bobine de fil cylindrique. On peut penser à autant de bobines circulaires empilées transportant du courant. Les lignes de champ magnétique créées par le courant électrique dans le solénoïde sont illustrées sur la figure. 6.6. Comme le montre cette figure, les lignes de force à l’intérieur du solénoïde sont presque droites. Plus le solénoïde est long, c'est-à-dire plus sa longueur est grande par rapport à son rayon, moins les lignes de champ à l'intérieur du solénoïde sont courbées. Dans ce cas, le vecteur DANS Le champ d'induction magnétique à l'intérieur du solénoïde sera dirigé parallèlement à son axe. De plus, sa direction sera liée au sens du courant dans le solénoïde par la règle de la vis droite. Dirigons l'axe X le long de l'axe du solénoïde. Dans ce cas, la projection du vecteur induction magnétique sur l'axe X sera égal à son module, et toutes ses autres projections seront égales à zéro :
B x = B, B y = B z =0.
Remplaçons ces projections vectorielles DANS dans l’équation (6.12). Nous obtenons
De cette égalité, il résulte qu'à l'intérieur du solénoïde, le vecteur d'induction magnétique maintient non seulement sa direction, mais que sa grandeur est la même partout. Ainsi, nous arrivons à la conclusion qu’à l’intérieur d’un long solénoïde, le champ magnétique est uniforme.
Riz. 6.6. Champ magnétique du solénoïde
Trouvons la norme du vecteur d'induction du champ magnétique à l'intérieur du solénoïde en utilisant le théorème (6.8) sur la circulation de ce vecteur. Comme contour C, le long duquel nous calculerons la circulation du vecteur induction magnétique, nous choisirons la ligne brisée représentée en pointillé sur la Fig. 6.6. Un segment de cette ligne de longueur l est situé à l'intérieur du solénoïde et coïncide avec l'une des lignes du champ magnétique. Deux droites perpendiculaires à ce segment commencent à ses extrémités et vont vers l'infini. En tous points de ces droites, le vecteur induction magnétique leur est soit perpendiculaire (à l'intérieur du solénoïde), soit égal à zéro (à l'extérieur du solénoïde). Donc le produit scalaire Вdl en ces points est égal à zéro. Ainsi, la circulation de l'induction magnétique le long du circuit considéré AVEC sera égal à l'intégrale sur un segment de la ligne de champ de longueur l. Compte tenu du fait que la norme du vecteur induction magnétique est une valeur constante, nous aurons
Soit le nombre de tours de solénoïde parcourus par le circuit C soit égal à N. Dans ce cas, la somme des courants parcourus par le circuit sera égale à NI, Où JE - intensité du courant dans un tour du solénoïde. Le théorème (6.8) conduit à l’égalité
Вl = μ o NI,
d'où l'on retrouve l'induction du champ magnétique dans le solénoïde :
В = μ o nI
n est le nombre de tours par unité de longueur du solénoïde.
Champ magnétique à courant continu
Considérons le champ magnétique créé par un courant électrique circulant à travers un fil fin et infiniment long. Un tel système présente une symétrie cylindrique. En conséquence, le champ magnétique doit avoir les propriétés suivantes :
1) sur toute droite parallèle au fil porteur de courant, le vecteur induction magnétique doit être le même partout ;
2) lorsque tout le champ magnétique tourne entièrement autour du fil, il ne change pas. Dans ce cas, les lignes de force du champ magnétique doivent être des cercles dont les centres se trouvent sur l'axe du fil avec le courant (Fig. 6.7) et le vecteur DANS sur chacun de ces cercles a partout le même module.
A l'aide du théorème (6.8) sur la circulation du vecteur induction magnétique, nous trouverons le module de ce vecteur. Pour cela, on calcule la circulation de l'induction magnétique le long d'une des lignes électriques AVEC, dont le rayon est égal à UN. Depuis le vecteur DANS est tangent à la ligne de champ, il est colinéaire à l'élément vectoriel dl cette ligne. C'est pourquoi
Où DANS est la grandeur du vecteur induction magnétique qui, comme on l'a dit, est partout sur le cercle AVEC une seule et même chose. Nous allons le retirer DANS pour le signe intégral. Après l'intégration, nous aurons
= DANS 2p par
Riz. 6.7. Lignes de champ magnétique de courants continus
Depuis le circuit AVEC ne couvre qu'un seul fil avec le courant I, le théorème (6.8) conduit à l'égalité
2p par DANS= μ o Je
De là, nous trouvons qu'à distance UNà partir d'un fil droit sans fin avec du courant je l'induction du champ magnétique créé par celui-ci sera
DANS= μ o I/(2p a) (6.15)
Comme on peut le voir sur la Fig. 6.7, direction vectorielle DANS et la direction du courant I sont liées par la bonne règle de vis. Il n’est pas difficile de vérifier que tel est bien le cas en utilisant la loi de Biot-Savart-Laplace.
Interaction des courants
Considérons deux fins fils droits parallèles entre eux avec des courants I 1 et I 2 (Fig. 6.8.). Si la distance R. entre les fils est bien inférieure à leur longueur, alors l'induction magnétique du champ créé par le premier fil à cette distance peut être trouvée à l'aide de la formule (6.15) :
DANS= µ o I 1 /(2p R)
Direction du vecteur DANS
1
lié à la direction du courant Je 1 règle de vis droite. Ce vecteur est représenté sur la Fig. 6.8.
Riz. 6.8. Interaction des courants
Le champ magnétique créé par le premier courant agira sur le deuxième fil avec la force d'un Ampère F 21 , qui est déterminé par la formule (5.8) :
| (6.17) |
F21 = je 2[je 2 B 1 ]
Où je La figure 2 est un vecteur dont la longueur est égale à la longueur l de la section du deuxième fil considéré. Ce vecteur est dirigé le long du fil dans le sens du courant. Le module de force (6.17) sera
F21 = Je 2 l B 1 . (6.18)
En remplaçant l'expression (6.16) dans la formule (6.18), on obtient l'expression suivante pour la force avec laquelle le premier fil agit sur une section du deuxième fil de longueur l :
F21 = μ o je 1 je 2 l / (2p R)
Direction de la force F 21 on trouve en utilisant la formule (6.17). Lorsque les courants I 1, I 2 circulent dans un sens, cette force sera dirigée vers le premier fil. Force F 12 , avec laquelle le deuxième fil agit sur une section du premier fil de longueur l, est égale en amplitude et en direction opposée à la force F 21 .
Ainsi, il a été établi que les fils parallèles dont les courants circulent dans la même direction s’attirent. Il n’est pas difficile de prouver que les fils dont les courants circulent dans des directions opposées se repoussent.
À l'aide de la formule (6.19), l'unité de courant en SI est déterminée. Comme vous le savez, cette unité s'appelle ampère. Par définition, deux fils longs et fins transportant des courants égaux à un ampère, situé parallèlement à une distance de 1 m l'un de l'autre, interagissent avec une force de 2 10 -7 N pour 1 m longueur. En substituant ces valeurs dans la formule (6.19), nous constatons que la constante magnétique
m 0 = 4p 10 -7 N/m.
L'unité de facturation SI est pendentif- exprimé en unité de courant : Cl = A*s. Mesurer la force d'interaction entre deux charges ponctuelles en 1 Cl conduit au sens F= 9 10 9 N à distance entre les charges R.= 1 m. En utilisant ces valeurs, on trouve la constante électrique e 0 de la loi de Coulomb
F =| Question 1 Question 2 | /(4pe 0 R 2 )
Il est intéressant de noter que la valeur
1/Öe 0 m 0 =3 10 8 m/s
numériquement égale à la vitesse de la lumière dans le vide.
Solénoïde appelé bobine de fil cylindrique, dont les spires sont enroulées étroitement dans une direction et dont la longueur de la bobine est nettement supérieure au rayon de spire.
Le champ magnétique d'un solénoïde peut être représenté comme le résultat de l'addition de champs créés par plusieurs courants circulaires ayant un axe commun. La figure 3 montre qu'à l'intérieur du solénoïde, les lignes d'induction magnétique de chaque spire individuelle ont la même direction, tandis qu'entre spires adjacentes elles ont la direction opposée.
Par conséquent, avec un enroulement suffisamment dense du solénoïde, les sections de direction opposée des lignes d'induction magnétique des spires adjacentes sont mutuellement détruites et les sections de même direction fusionneront en une ligne d'induction magnétique commune passant à l'intérieur du solénoïde et l'enveloppant de l'extérieur. . L'étude de ce champ à l'aide de sciure de bois a montré qu'à l'intérieur du solénoïde le champ est uniforme, les lignes magnétiques sont des lignes droites parallèles à l'axe du solénoïde, qui divergent à ses extrémités et se ferment à l'extérieur du solénoïde (Fig. 4).
Il est facile de remarquer la similitude entre le champ magnétique du solénoïde (à l'extérieur de celui-ci) et le champ magnétique d'un barreau magnétique permanent (Fig. 5). L'extrémité du solénoïde d'où sortent les lignes magnétiques est semblable au pôle nord d'un aimant. N, l'autre extrémité du solénoïde, dans laquelle entrent les lignes magnétiques, est semblable au pôle sud de l'aimant S.
Les pôles d'un solénoïde porteur de courant peuvent être facilement déterminés expérimentalement à l'aide d'une aiguille magnétique. Connaissant le sens du courant dans la bobine, ces pôles peuvent être déterminés grâce à la règle de la vis droite : on fait tourner la tête de la vis droite en fonction du courant dans la bobine, puis le mouvement de translation de la pointe de la vis va indiquer la direction du champ magnétique du solénoïde, et donc son pôle nord. Le module d'induction magnétique à l'intérieur d'un solénoïde monocouche est calculé par la formule
B = μμ 0 NI l = μμ 0 nl,
Où Ν - nombre de tours dans le solénoïde, je— longueur du solénoïde, n- le nombre de tours par unité de longueur du solénoïde.
| Magnétisation d'un aimant. Vecteur de magnétisation. |
|||||||||
Si le courant traverse un conducteur, une MF est créée autour du conducteur. Jusqu’à présent, nous avons étudié des fils dans lesquels des courants circulaient dans le vide. Si les fils transportant le courant se trouvent dans un milieu, alors m.p. changements. Cela s'explique par le fait que sous l'influence de m.p. toute substance est capable d'acquérir un moment magnétique, ou d'être magnétisée (la substance devient magnétique). Substances magnétisées dans le MP externe. contre la direction du champ sont appelés matériaux diamagnétiques. Substances faiblement magnétisées dans le champ magnétique externe. dans la direction du champ sont appelés matériaux paramagnétiques La substance magnétisée crée un champ magnétique. - , c'est M.P. superposé au m.p., provoqué par les courants - . Le champ résultant est alors :
Le véritable champ (microscopique) dans un aimant varie considérablement selon les distances intermoléculaires. - champ macroscopique moyenné. Pour explication magnétisation corps Ampère a suggéré que des courants microscopiques circulaires circulent dans les molécules d'une substance, provoqués par le mouvement des électrons dans les atomes et les molécules. Chacun de ces courants a un moment magnétique et crée un champ magnétique dans l’espace environnant. S'il n'y a pas de champ externe, alors les courants moléculaires sont orientés de manière aléatoire et le champ résultant qui leur est dû est égal à 0. La magnétisation est une grandeur vectorielle égale au moment magnétique d'une unité de volume d'un aimant :
où est un volume physiquement infinitésimal pris au voisinage du point considéré ; - moment magnétique d'une molécule individuelle. La sommation est effectuée sur toutes les molécules contenues dans le volume (rappelez-vous où, - polarisation diélectrique, - élément dipolaire ). La magnétisation peut être représentée comme suit : Courants magnétisants I". La magnétisation d'une substance est associée à l'orientation préférentielle des moments magnétiques des molécules individuelles dans une direction. Les courants circulaires élémentaires associés à chaque molécule sont appelés moléculaire. Les courants moléculaires s'avèrent être orientés, c'est-à-dire des courants magnétisants apparaissent - . Les courants circulant dans les fils en raison du mouvement des porteurs de courant dans la substance sont appelés courants de conduction -. Pour un électron se déplaçant sur une orbite circulaire dans le sens des aiguilles d’une montre ; le courant est dirigé dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et, selon la règle de la vis droite, est dirigé verticalement vers le haut. Circulation du vecteur d'aimantation le long d'un contour fermé arbitraire est égal à la somme algébrique des courants magnétisants parcourus par le contour G. Forme différentielle d'écriture du théorème de circulation vectorielle. Intensité du champ magnétique (désignation standard N) est une grandeur physique vectorielle égale à la différence du vecteur induction magnétique B et vecteur de magnétisation M. En SI : Dans le cas le plus simple d'un milieu isotrope (en termes de propriétés magnétiques) et dans l'approximation de fréquences de changements de champ suffisamment basses B Et H simplement proportionnels les uns aux autres, différant simplement par un facteur numérique (en fonction de l'environnement) B = μ H dans le système SGH ou B = μ 0 μ H dans le système SI(cm. Perméabilité magnétique, voir aussi Susceptibilité magnétique). Dans le système SGH l'intensité du champ magnétique est mesurée en Örstedach(E), dans le système SI - en ampères par mètre(Suis). En technologie, l'oersted est progressivement remplacé par l'unité SI - ampère par mètre. 1 E = 1 000/(4π) A/m ≈ 79,5775 A/m. 1 A/m = 4π/1000 Oe ≈ 0,01256637 Oe. Signification physiqueDans le vide (ou en l'absence d'un milieu capable de polarisation magnétique, ainsi que dans les cas où celle-ci est négligeable), l'intensité du champ magnétique coïncide avec le vecteur induction magnétique jusqu'à un coefficient égal à 1 dans le CGS et μ 0 dans le SI. DANS aimants(environnements magnétiques), l'intensité du champ magnétique a la signification physique d'un champ « externe », c'est-à-dire qu'elle coïncide (peut-être, selon les unités de mesure adoptées, à un coefficient constant près, comme dans le système SI, ce qui ne ne change pas le sens général) avec une telle induction magnétique vectorielle, qui « existerait s’il n’y avait pas d’aimant ». Par exemple, si le champ est créé par une bobine conductrice de courant dans laquelle un noyau de fer est inséré, alors l'intensité du champ magnétique H à l'intérieur du noyau coïncide (en SGH exactement, et en SI - jusqu'à un coefficient dimensionnel constant) avec le vecteur B 0, qui serait créé par cette bobine en l'absence de noyau et qui, en principe, peut être calculé en fonction de la géométrie de la bobine et du courant qu'elle contient, sans aucune information supplémentaire sur le matériau du noyau et son champ magnétique. propriétés. Il convient de garder à l’esprit qu’une caractéristique plus fondamentale du champ magnétique est le vecteur induction magnétique. B . C'est lui qui détermine l'intensité du champ magnétique sur les particules chargées en mouvement et les courants, et peut également être mesuré directement, tandis que l'intensité du champ magnétique H peut être considérée plutôt comme une grandeur auxiliaire (bien qu'il soit plus facile de la calculer, du moins dans le cas statique, où réside sa valeur : après tout H créer ce qu'on appelle courants libres, qui sont relativement faciles à mesurer directement, tandis que ceux qui sont difficiles à mesurer courants associés- c'est-à-dire les courants moléculaires, etc. - n'ont pas besoin d'être pris en compte). C'est vrai, l'expression couramment utilisée pour désigner l'énergie du champ magnétique (dans un milieu) B Et H entrent à peu près également, mais il faut garder à l'esprit que cette énergie comprend également l'énergie dépensée pour la polarisation du milieu, et pas seulement l'énergie du champ lui-même. L'énergie du champ magnétique en tant que telle ne s'exprime qu'à travers l'énergie fondamentale B . Néanmoins, il est clair que la valeur H phénoménologiquement et ici c'est très pratique. Types de matériaux magnétiques Les matériaux diamagnétiques ont une perméabilité magnétique légèrement inférieure à 1. Ils diffèrent en ce sens qu'ils sont poussés hors de la région du champ magnétique. Para-aimants ont une perméabilité magnétique légèrement supérieure à 1. L'écrasante majorité des matériaux sont dia- et paramagnétiques. Ferromagnétiques ont une perméabilité magnétique exceptionnellement élevée, atteignant jusqu'à un million. À mesure que le champ augmente, le phénomène d'hystérésis apparaît, lorsqu'avec une augmentation de l'intensité puis une diminution ultérieure de l'intensité, les valeurs de B(H) ne coïncident pas les unes avec les autres. Il existe plusieurs définitions de la perméabilité magnétique dans la littérature. Perméabilité magnétique initiale m n- la valeur de la perméabilité magnétique à faible intensité de champ. Perméabilité magnétique maximale m max- la valeur maximale de perméabilité magnétique, généralement atteinte dans des champs magnétiques moyens. Parmi les autres termes fondamentaux caractérisant les matériaux magnétiques, on note les suivants. Magnétisation à saturation- l'aimantation maximale, qui est obtenue dans des champs forts, lorsque tous les moments magnétiques des domaines sont orientés le long du champ magnétique. Boucle d'hystérésis- dépendance de l'induction à l'intensité du champ magnétique lorsque le champ change dans un cycle : montée jusqu'à une certaine valeur - diminution, passage par zéro, après avoir atteint la même valeur avec le signe opposé - augmentation, etc. Boucle d'hystérésis maximale- atteindre l'aimantation à saturation maximale. Induction résiduelle B repos- induction du champ magnétique sur la course inverse de la boucle d'hystérésis à intensité de champ magnétique nulle. Force coercitive N s- l'intensité du champ sur la course de retour de la boucle d'hystérésis à laquelle l'induction nulle est atteinte.
Un champ magnétique a de l'énergie. Tout comme il existe une réserve d’énergie électrique dans un condensateur chargé, il existe une réserve d’énergie magnétique dans la bobine à travers laquelle circule le courant.
Si vous connectez une lampe électrique en parallèle à une bobine à haute inductance dans un circuit électrique à courant continu, alors lorsque la clé est ouverte, un clignotement à court terme de la lampe est observé. Le courant dans le circuit apparaît sous l'influence de la force électromotrice d'auto-induction. La source d'énergie libérée dans le circuit électrique est le champ magnétique de la bobine. L'énergie W m du champ magnétique d'une bobine d'inductance L créée par le courant I est égale à W m = LI 2 / 2 |
Où - constante magnétique.
