Solenoidas- ritė, kurios ilgis žymiai viršija jos storį (laidininkas suvyniotas ant cilindro). Patirtis ir skaičiavimai rodo, kad kuo ilgesnis solenoidas, tuo mažesnė MF indukcija už jo ribų. Be galo ilgam solenoidui išorinio MP iš viso nėra.
1 etapas. Atsižvelgiant į simetriją, aišku, kad vektoriaus linijos yra nukreiptos išilgai jos ašies ir sudaro dešinę sistemą su srovės kryptimi solenoide.
2 etapas. Pasirinkite kontūrą L stačiakampio 1-2-3-4-1 pavidalu, kaip parodyta pav. 6 (kurio viena iš kraštinių yra lygiagreti solenoido ašiai ir yra jos viduje).
Ryžiai. 6
Apskaičiuokime cirkuliaciją šioje grandinėje:
kur yra kontūro 1-2 kraštinės ilgis. 2-3, 3-4 ir 4-1 pusėse integralas eina į nulį, nes solenoido viduje ir išorėje.
3 etapas. Apskaičiuokime srovių, kurias apima grandinė, sumą, kur yra apsisukimų skaičius grandinės pusėje 1-2. Mes pasirenkame „+“ ženklą, nes Srovės ir grandinės apėjimo kryptis yra susijusi su dešiniojo varžto taisykle.
4 etapas. Naudodami cirkuliaciją randame vektoriaus modulį: 
, kur
, (1.20)
kur yra apsisukimų skaičius solenoido ilgio vienetui.
Toroido magnetinis laukas Toroidas- žiedinė ritė su posūkiais, suvyniota ant toro formos šerdies.
Čia N- toroidinės ritės apsisukimų skaičius, - toroido ašinės linijos spindulys (t. y. apskritimas, einantis per posūkių centrus).
Už toroido ribų nėra MP.
§ 5. Amperinė jėga
Kiekvienas srovės nešiklis patiria magnetinę jėgą. Šios jėgos veikimas perduodamas laidininkui, kuriuo juda krūviai. Dėl to magnetinis laukas (MF) tam tikra jėga veikia patį srovės laidininką. Jėgos, veikiančios sroves MP, vadinamos Ampero jėgomis.
Ampero dėsnis nustato jėgą, kuria magnetinis laukas veikia srovę nešantį laidininko elementą:
Integruojant šią išraišką per srovės elementus, galima rasti ampero jėgą, veikiančią tam tikrą laidininko sekciją.
Jėgos kryptį patogu nustatyti kairiosios rankos taisykle (pav.).
Ryžiai. Kairiosios rankos taisyklė.
Lygiagrečių srovių sąveikos jėga. 2 lygiagretūs be galo ilgi laidininkai, nešantys srovę, yra išdėstyti atstumu. Jėga veikia srovės laidininko ilgio vienetą 
.
Nesunku pastebėti, kad tos pačios krypties srovės traukia, o priešingos – atstumia. Čia kalbame tik apie magnetinę jėgą! Reikia nepamiršti, kad be magnetinės jėgos yra ir elektrinė jėga, kurią sukelia pertekliniai krūviai laidininkų paviršiuje. Todėl, jei kalbame apie bendrą laidininkų sąveikos jėgą, ji gali būti atstumianti arba patraukli, priklausomai nuo magnetinių ir elektrinių komponentų santykio.
§ 6. Jėgų, veikiančių grandinę su srove, momentas
Solenoidas – tai iš vielos pagaminta cilindrinė ritė, kurios posūkiai vyniojami viena kryptimi (223 pav.). Solenoido magnetinis laukas yra laukų, kuriuos sukuria kelios šalia esančios apskritos srovės, turinčios bendrą ašį, pridėjimo rezultatas.
Fig. 223 pavaizduoti keturi solenoido posūkiai su srove. Šis paveikslas rodo, kad solenoido viduje kiekvieno atskiro posūkio jėgos linijos turi tą pačią kryptį, o tarp gretimų posūkių – priešingomis kryptimis, todėl esant pakankamai tankiai solenoido apvijai, gretimų jėgos linijų priešingos krypties atkarpos. posūkiai yra abipusiai
bus sunaikinta, o vienodai nukreiptos atkarpos susijungs į bendrą uždarą jėgos liniją, praeinančią viso solenoido viduje ir apgaubiančią jį iš išorės.
Išsamus ilgo solenoido magnetinio lauko tyrimas, atliktas naudojant geležies drožles, rodo, kad šis laukas turi tokią formą, kaip parodyta Fig. 224. Solenoido viduje laukas pasirodo praktiškai vienodas, už solenoido jis nehomogeniškas ir santykinai silpnas (lauko linijų tankis čia labai mažas).
Išorinis solenoido laukas panašus į strypo magneto lauką (žr. 212 pav.). Kaip ir magnetas, solenoidas turi šiaurinį C polių, pietinį polių ir neutralią zoną.
Magnetinio lauko stiprumas ilgo solenoido viduje apskaičiuojamas pagal formulę
kur I yra solenoido ilgis, jo apsisukimų skaičius ir srovės stiprumas jame. Produktas paprastai vadinamas amperų apsisukimų skaičiumi
Formulė (18) yra specialus atvejis, kai išreiškiamas lauko stiprumas baigtinio ilgio solenoide, kuris savo ruožtu gaunamas taip.
Fig. 225 parodyta išilginė solenoido pjūvis su vertikalia plokštuma, einančia per jo ašį. Solenoido I ilgis, jo posūkių spindulys, apsisukimų skaičius, srovės stiprumas, einantis per solenoidą,
Laikydami solenoidą posūkių rinkinį, glaudžiai besiribojantį vienas su kitu (apvalios srovės, turinčios bendrą ašį, magnetinio lauko stiprumą taške A, esantį solenoido ašyje, nustatome kaip visų jo posūkių stiprumų sumą. , pasirenkame nedidelę solenoido ilgio atkarpą.
Jame yra posūkių. Pagal (17) formulę vieno posūkio lauko stiprumas Todėl lauko stiprumas iš atkarpos bus lygus
Iš pav. 225 aišku, kad Tada pakeičiant šiuos posakius į
formulę (19) ir darydami redukciją, gauname
Integruodami paskutinę išraišką diapazone nuo iki randame bendrą lauko stiprumą taške A:
Jie yra uždari, o tai rodo, kad gamtoje nėra magnetinių krūvių. Laukai, kurių lauko linijos yra uždaros, vadinami sūkurių laukai. Tai yra, magnetinis laukas yra sūkurinis laukas. Tai skiriasi nuo krūvių sukuriamo elektrinio lauko.
Solenoidas.
Solenoidas- Tai vielos spiralė su srove.
Solenoidui būdingas apsisukimų skaičius ilgio vienete n, ilgis l ir skersmuo d. Vielos storis solenoide ir spiralės žingsnis (spiralinė linija) yra nedideli, palyginti su jo skersmeniu d ir ilgis l. Sąvoka „solenoidas“ taip pat vartojama platesne prasme - taip vadinamos savavališko skerspjūvio (kvadratinis solenoidas, stačiakampis solenoidas) ir nebūtinai cilindrinės formos (toroidinis solenoidas). Išskirti ilgas solenoidas (l ≫ d) Ir trumpas solenoidas (l ≪ d). Tais atvejais, kai santykiai tarp d Ir l konkrečiai nenurodyta, numanomas ilgas solenoidas.
Solenoidą 1820 metais išrado A. Ampere, siekdamas sustiprinti magnetinį srovės veikimą, kurį atrado X. Oersted ir naudojo D. Arago plieninių strypų įmagnetinimo eksperimentuose. Magnetines solenoido savybes eksperimentiškai ištyrė Ampere'as 1822 m. (tuo pačiu metu jis įvedė terminą "solenoidas"). Buvo nustatytas solenoido lygiavertiškumas nuolatiniams natūraliems magnetams, o tai patvirtino Ampero elektrodinaminę teoriją, kuri magnetizmą paaiškino kūnuose paslėptų žiedinių molekulinių srovių sąveika.
Solenoidinės magnetinio lauko linijos:
Šių linijų kryptis nustatoma naudojant antroji dešinės rankos taisyklė.
Jei susegsite solenoidą dešinės rankos delnu, keturiais pirštais nukreipdami srovę posūkiuose, tada ištiestas nykštys parodys magnetinių linijų kryptį solenoido viduje.
Palyginus solenoido magnetinį lauką su nuolatinio magneto lauku (pav. žemiau), matyti, kad jie labai panašūs.
Kaip magnetas, solenoidas turi du polius - šiaurės ( N) ir pietų ( S). Šiaurės ašigalis yra tas, iš kurio atsiranda magnetinės linijos; į pietų ašigalį jie patenka. Solenoido šiaurinis ašigalis visada yra toje pusėje, į kurią nukreiptas delno nykštys, kai jis yra išdėstytas pagal antrąją dešinės rankos taisyklę.
Kaip magnetas naudojamas solenoidas ritės pavidalu su daugybe apsisukimų.
Solenoido magnetinio lauko tyrimai rodo, kad solenoido magnetinis poveikis didėja didėjant srovei ir solenoido apsisukimų skaičiui. Be to, solenoido arba srovę nešančios ritės magnetinis veikimas sustiprinamas įvedus į ją geležinį strypą, kuris vadinamas šerdis.
Elektromagnetai.
Šiuolaikiniai elektromagnetai gali pakelti keliasdešimties tonų sveriančius krovinius. Jie naudojami gamyklose pervežant sunkius geležies ir plieno gaminius. Elektromagnetai taip pat naudojami žemės ūkyje, norint išvalyti daugelio augalų grūdus nuo piktžolių ir kitose pramonės šakose.
Solenoidas yra cilindrinė vielos ritė. Galima manyti, kad yra daug sukrautų apskritų ritių, nešančių srovę. Magnetinio lauko linijos, kurias sukuria elektros srovė solenoide, parodytos fig. 6.6. Kaip matyti iš šio paveikslo, jėgos linijos solenoido viduje yra beveik tiesios. Kuo ilgesnis solenoidas, t.y. kuo didesnis jo ilgis, palyginti su spinduliu, tuo mažesnis lauko linijų kreivumas solenoido viduje. Šiuo atveju vektorius IN Magnetinės indukcijos laukas solenoido viduje bus nukreiptas lygiagrečiai jo ašiai. Be to, jo kryptis bus susieta su srovės kryptimi solenoide pagal dešiniojo varžto taisyklę. Nukreipkime ašį X palei solenoido ašį. Šiuo atveju magnetinės indukcijos vektoriaus projekcija į ašį X bus lygus jo moduliui, o visos kitos jo projekcijos bus lygios nuliui:
B x = B, B y = B z = 0.
Pakeiskime šias vektorines projekcijas IN į (6.12) lygtį. Mes gauname
Iš šios lygybės matyti, kad solenoido viduje magnetinės indukcijos vektorius ne tik išlaiko kryptį, bet ir jo dydis visur yra vienodas. Taigi darome išvadą, kad ilgo solenoido viduje magnetinis laukas yra vienodas.
Ryžiai. 6.6. Solenoidinis magnetinis laukas
Raskime magnetinio lauko indukcijos vektoriaus dydį solenoido viduje, naudodami teoremą (6.8) apie šio vektoriaus cirkuliaciją. Kaip kontūrą C, pagal kurį apskaičiuosime magnetinės indukcijos vektoriaus cirkuliaciją, pasirinksime trūkinę liniją, pavaizduotą punktyrine linija Fig. 6.6. Šios l ilgio linijos segmentas yra solenoido viduje ir sutampa su viena iš magnetinio lauko linijų. Dvi tiesios linijos, statmenos šiai atkarpai, prasideda jos galuose ir eina iki begalybės. Visuose šių tiesių taškuose magnetinės indukcijos vektorius yra arba statmenas joms (solenoido viduje) arba lygus nuliui (išorėje solenoido). Todėl skaliarinė sandauga Вdl šiuose taškuose yra lygus nuliui. Taigi, magnetinės indukcijos cirkuliacija nagrinėjamoje grandinėje SU bus lygus integralui per l ilgio lauko linijos atkarpą. Atsižvelgdami į tai, kad magnetinės indukcijos vektoriaus dydis yra pastovi reikšmė, turėsime
Tegul solenoido apsisukimų skaičius, kurį apima grandinė C, yra lygus N.Šiuo atveju grandinės padengtų srovių suma bus lygi NI, Kur aš - srovės stiprumas viename solenoido posūkyje. Teorema (6.8) veda į lygybę
Вl = μ o NI,
iš kurios randame magnetinio lauko indukciją solenoide:
В = μ o nI
n – apsisukimų skaičius solenoido ilgio vienete.
Nuolatinės srovės magnetinis laukas
Apsvarstykite magnetinį lauką, kurį sukuria elektros srovė, tekanti per ploną, be galo ilgą laidą. Tokia sistema turi cilindrinę simetriją. Dėl to magnetinis laukas turi turėti šias savybes:
1) bet kurioje tiesėje, lygiagrečioje srovės laidui, magnetinės indukcijos vektorius visur turi būti vienodas;
2) kai visas magnetinis laukas visiškai sukasi aplink laidą, jis nesikeičia. Šiuo atveju magnetinio lauko jėgos linijos turėtų būti apskritimai, kurių centrai yra ant laido ašies su srove (6.7 pav.), o vektorius IN bet kuriame iš šių apskritimų visur yra vienodas modulis.
Naudodamiesi teorema (6.8) apie magnetinės indukcijos vektoriaus cirkuliaciją, rasime šio vektoriaus modulį. Šiuo tikslu apskaičiuojame magnetinės indukcijos cirkuliaciją išilgai vienos iš elektros linijų SU, kurio spindulys lygus A. Nuo vektoriaus IN yra lauko linijos liestinė, jis yra kolinearinis vektoriniam elementui dlši linija. Štai kodėl
Kur IN yra magnetinės indukcijos vektoriaus dydis, kuris, kaip minėta, yra visur apskritime SU vienas ir tas pats. Išimsime IN integraliniam ženklui. Po integracijos turėsime
= IN 2p a
Ryžiai. 6.7. Nuolatinių srovių magnetinio lauko linijos
Kadangi grandinė SU dengia tik vieną laidą su srove I, teorema (6.8) veda į lygybę
2p a IN= μ o aš
Iš čia tai matome per atstumą A iš begalinio tiesaus laido su srove aš jos sukuriamo magnetinio lauko indukcija bus
IN= μ o aš/(2p a) (6,15)
Kaip matyti iš fig. 6.7, vektoriaus kryptis IN o srovės I kryptis yra susijusi su dešiniojo varžto taisykle. Naudojant Biot-Savart-Laplace dėsnį, nesunku patikrinti, ar taip yra.
Srovių sąveika
Panagrinėkime du plonus tiesius laidus, lygiagrečius vienas kitam, kurių srovės I 1 ir I 2 (6.8 pav.). Jei atstumas R tarp laidų yra daug mažesnis už jų ilgį, tada pirmojo laido sukurto lauko magnetinę indukciją tokiu atstumu galima rasti naudojant (6.15) formulę:
IN= μ o aš 1 /(2p R)
Vektorinė kryptis IN
1
susiję su srovės kryptimi aš 1 dešiniojo varžto taisyklė. Šis vektorius parodytas fig. 6.8.
Ryžiai. 6.8. Srovių sąveika
Pirmosios srovės sukurtas magnetinis laukas antrąjį laidą veiks ampero jėga F 21 , kuris nustatomas pagal (5.8) formulę:
| (6.17) |
F21 = I 2[l 2 B 1 ]
Kur l 2 yra vektorius, kurio ilgis lygus antrojo nagrinėjamo laido atkarpos ilgiui l. Šis vektorius nukreiptas išilgai laido srovės kryptimi. Jėgos modulis (6.17) bus
F 21 = I 2 l B 1 . (6.18)
Pakeitę išraišką (6.16) į formulę (6.18), gauname tokią jėgos, kuria pirmasis laidas veikia antrojo l ilgio laido atkarpą, išraišką:
F 21 = μ o I 1 I 2 l / (2p R)
Jėgos kryptis F 21 randame naudodami (6.17) formulę. Kai srovės I 1, I 2 teka viena kryptimi, ši jėga bus nukreipta į pirmąjį laidą. Jėga F 12 , su kuria antrasis laidas veikia l ilgio pirmojo laido atkarpą, yra vienodo dydžio ir priešingos krypties jėgai F 21 .
Taigi, buvo nustatyta, kad lygiagrečiai laidai, kurių srovės teka ta pačia kryptimi, traukia vienas kitą. Nesunku įrodyti, kad laidai, kurių srovės teka priešingomis kryptimis, atstumia vienas kitą.
Naudojant (6.19) formulę, nustatomas srovės vienetas SI. Kaip žinote, šis vienetas vadinamas amperas. Pagal apibrėžimą, du ilgi ploni laidai, kurių srovės yra lygios vienam amperas, yra lygiagrečiai 1 atstumu m vienas nuo kito sąveikauja su 2 10 -7 N jėga 1 m ilgio. Pakeitę šias reikšmes į formulę (6.19), mes nustatome, kad magnetinė konstanta
m 0 = 4p 10 -7 N/m.
SI įkrovos vienetas yra pakabukas- išreikštas srovės vienetu: Cl = A*s. Dviejų taškinių krūvių sąveikos jėgos matavimas 1 Cl atvedė į prasmę F= 9 10 9 N atstumu tarp įkrovimų R= 1 m. Naudodami šias vertes randame elektros konstantą e 0 iš Kulono dėsnio
F =| Q 1 Q 2 | /(4pe 0 R 2 )
Įdomu pastebėti, kad vertė
1/Öe 0 m 0 =3 10 8 m/s
skaičiais lygus šviesos greičiui vakuume.
Solenoidas vadinama cilindrine vielos ritė, kurios posūkiai yra glaudžiai suvynioti viena kryptimi, o ritės ilgis yra žymiai didesnis už posūkio spindulį.
Solenoido magnetinis laukas gali būti pavaizduotas kaip laukų, sukurtų kelių apskritų srovių, turinčių bendrą ašį, pridėjimo rezultatas. 3 paveiksle parodyta, kad solenoido viduje kiekvieno atskiro posūkio magnetinės indukcijos linijos yra vienodos krypties, o tarp gretimų posūkių – priešinga.
Todėl esant pakankamai tankiai solenoido apvijai, gretimų posūkių priešingos krypties magnetinės indukcijos linijų atkarpos yra tarpusavyje sunaikinamos, o vienodai nukreiptos sekcijos susijungs į bendrą magnetinės indukcijos liniją, praeinančią solenoido viduje ir apgaubiančią jį iš išorės. . Ištyrus šį lauką naudojant pjuvenas, nustatyta, kad solenoido viduje laukas yra vienodas, magnetinės linijos yra tiesios linijos, lygiagrečios solenoido ašiai, kurios jo galuose išsiskiria ir užsidaro už solenoido (4 pav.).
Lengva pastebėti solenoido magnetinio lauko (už jo ribų) ir nuolatinio strypo magneto magnetinio lauko panašumą (5 pav.). Solenoido galas, iš kurio išeina magnetinės linijos, yra panašus į magneto šiaurinį polių N, kitas solenoido galas, į kurį patenka magnetinės linijos, yra panašus į pietinį magneto polių S.
Srovę nešančio solenoido polius galima nesunkiai nustatyti eksperimentiniu būdu naudojant magnetinę adatą. Žinant srovės kryptį ritėje, šiuos polius galima nustatyti naudojant dešiniojo varžto taisyklę: dešiniojo varžto galvutę pasukame pagal srovę ritėje, tada varžto galiuko transliacinis judėjimas nurodyti solenoido magnetinio lauko kryptį, taigi ir jo šiaurinį polių. Vieno sluoksnio solenoido viduje esantis magnetinės indukcijos modulis apskaičiuojamas pagal formulę
B = μμ 0 NI l = μμ 0 nl,
Kur Ν - solenoido apsisukimų skaičius, aš- solenoido ilgis, n- apsisukimų skaičius solenoido ilgio vienete.
| Magneto įmagnetinimas. Įmagnetinimo vektorius. |
|||||||||
Jei srovė teka per laidininką, aplink laidininką susidaro MF. Iki šiol žiūrėjome į laidus, kuriais srovės tekėjo vakuume. Jei laidai, kuriais teka srovė, yra kokioje nors terpėje, tada lyd. pokyčius. Tai paaiškinama tuo, kad veikiamas lyd.l. bet kuri medžiaga gali įgyti magnetinį momentą arba būti įmagnetinta (medžiaga tampa magnetinis). Medžiagos, kurios yra įmagnetintos išorinėje mp. prieš lauko kryptį vadinami diamagnetinės medžiagos. Medžiagos, kurios yra silpnai įmagnetintos išoriniame magnetiniame lauke. lauko kryptimi vadinami paramagnetinės medžiagos Įmagnetinta medžiaga sukuria magnetinį lauką. - , tai lyd.p. dedamas ant lyd.p., sukeltas srovių - . Tada gautas laukas yra:
Tikrasis (mikroskopinis) laukas magnete labai skiriasi tarpmolekuliniais atstumais. - vidutinis makroskopinis laukas. Dėl paaiškinimo įmagnetinimas kūnai Ampere'as pasiūlė, kad medžiagos molekulėse cirkuliuotų apskritos mikroskopinės srovės, kurias sukelia elektronų judėjimas atomuose ir molekulėse. Kiekviena tokia srovė turi magnetinį momentą ir sukuria magnetinį lauką supančioje erdvėje. Jei nėra išorinio lauko, tada molekulinės srovės yra atsitiktinai orientuotos, o dėl jų gaunamas laukas yra lygus 0. Įmagnetinimas yra vektorinis dydis, lygus magneto tūrio vieneto magnetiniam momentui:
kur yra fiziškai be galo mažas tūris, paimtas netoli nagrinėjamo taško; - atskiros molekulės magnetinis momentas. Sumuojama visose tūryje esančiose molekulėse (atminkite, kur - poliarizacija dielektrikas, - dipolio elementas ). Įmagnetinimą galima pavaizduoti taip: Magnetizuojančios srovės I". Medžiagos įmagnetinimas yra susijęs su pirmenybine atskirų molekulių magnetinių momentų orientacija viena kryptimi. Su kiekviena molekule susijusios elementarios apskritimo srovės vadinamos molekulinės. Molekulinės srovės pasirodo orientuotos, t.y. kyla įmagnetinančios srovės - . Srovės, tekančios laidais dėl srovės nešėjų judėjimo medžiagoje, vadinamos laidumo srovėmis -. Elektronui, judančiam apskritimo orbita pagal laikrodžio rodyklę; srovė nukreipta prieš laikrodžio rodyklę ir pagal dešiniojo varžto taisyklę nukreipta vertikaliai aukštyn. Įmagnetinimo vektoriaus cirkuliacija išilgai savavališko uždaro kontūro yra lygi įmagnetinimo srovių, padengtų kontūru G, algebrinei sumai. Diferencinė vektorių cirkuliacijos teoremos užrašymo forma. Magnetinio lauko stiprumas (standartinis žymėjimas N) yra vektorinis fizinis dydis, lygus magnetinės indukcijos vektoriaus skirtumui B ir įmagnetinimo vektorius M. SI: Paprasčiausiu izotropinės (pagal magnetines savybes) terpės atveju ir pakankamai žemų lauko pokyčių dažnių aproksimacija B Ir H tiesiog proporcingi vienas kitam, skiriasi tiesiog skaitiniu koeficientu (priklausomai nuo aplinkos) B = μ H sistemoje GHS arba B = μ 0 μ H sistemoje SI(cm. Magnetinis pralaidumas, taip pat žr Magnetinis jautrumas). Sistemoje GHS Magnetinio lauko stiprumas matuojamas Oerstedachas(E), SI sistemoje – amperais per metras(A/m). Technologijoje oersted pamažu keičiamas SI vienetu – amperu vienam metrui. 1 E = 1000/(4π) A/m ≈ 79,5775 A/m. 1 A/m = 4π/1000 Oe ≈ 0,01256637 Oe. Fizinė prasmėVakuume (arba nesant terpės, galinčios atlikti magnetinę poliarizaciją, taip pat tais atvejais, kai pastaroji yra nereikšminga), magnetinio lauko stipris sutampa su magnetinės indukcijos vektoriumi iki koeficiento, lygaus 1 CGS ir μ 0 SI. IN magnetai(magnetinės aplinkos) magnetinio lauko stiprumas turi fizinę „išorinio“ lauko reikšmę, tai yra, jis sutampa (galbūt, priklausomai nuo priimtų matavimo vienetų, su pastoviu koeficientu, pvz., SI sistemoje, nekeičia bendros reikšmės) su tokia vektorine magnetine indukcija, kuri „egzistuotų, jei nebūtų magneto“. Pavyzdžiui, jei lauką sukuria srovę nešanti ritė, į kurią įkišama geležinė šerdis, tada magnetinio lauko stiprumas H šerdies viduje sutampa (in GHS tiksliai, o SI - iki pastovaus matmenų koeficiento) su vektoriumi B 0, kurį sukurtų ši ritė, jei šerdies nebūtų ir kurią iš esmės galima apskaičiuoti pagal ritės geometriją ir srovę joje, be jokios papildomos informacijos apie šerdies medžiagą ir jos magnetinį savybių. Reikėtų nepamiršti, kad pagrindinė magnetinio lauko charakteristika yra magnetinės indukcijos vektorius B . Būtent jis nustato judančių įkrautų dalelių ir srovių magnetinio lauko stiprumą, taip pat gali būti tiesiogiai matuojamas, o magnetinio lauko stiprumas H gali būti laikomas veikiau kaip pagalbinis dydis (nors jį lengviau apskaičiuoti, bent jau statiniu atveju, kur yra jo reikšmė: juk H sukurti vadinamuosius laisvos srovės, kuriuos palyginti lengva tiesiogiai išmatuoti, o tuos, kuriuos sunku išmatuoti susijusios srovės– tai yra molekulines sroves ir pan. – nereikia atsižvelgti). Tiesa, dažniausiai naudojama magnetinio lauko energijos išraiška (terpėje) B Ir H įeina beveik vienodai, tačiau turime nepamiršti, kad ši energija apima ir energiją, išeikvojamą terpės poliarizacijai, o ne tik paties lauko energiją. Magnetinio lauko energija išreiškiama tik per pagrindą B . Nepaisant to, aišku, kad vertė H fenomenologiškai ir čia labai patogu. Magnetinių medžiagų rūšys Diamagnetinių medžiagų magnetinis laidumas yra šiek tiek mažesnis nei 1. Jos skiriasi tuo, kad yra išstumtos iš magnetinio lauko srities. Paramagnetai kurių magnetinis pralaidumas yra šiek tiek didesnis nei 1. Didžioji dauguma medžiagų yra dia- ir paramagnetinės. Feromagnetai pasižymi išskirtinai dideliu magnetiniu pralaidumu, siekiančiu iki milijono. Stiprėjant laukui, atsiranda histerezės reiškinys, kai didėjant intensyvumui ir vėliau mažėjant intensyvumui B(H) reikšmės nesutampa. Literatūroje yra keletas magnetinio pralaidumo apibrėžimų. Pradinis magnetinis pralaidumas m n- magnetinio pralaidumo vertė esant mažam lauko stipriui. Didžiausia magnetinė skvarba m maks- didžiausia magnetinio pralaidumo vertė, kuri paprastai pasiekiama esant vidutiniams magnetiniams laukams. Iš kitų pagrindinių terminų, apibūdinančių magnetines medžiagas, atkreipiame dėmesį į šiuos dalykus. Prisotinimo įmagnetinimas- maksimalus įmagnetinimas, kuris pasiekiamas stipriuose laukuose, kai visi domenų magnetiniai momentai yra orientuoti išilgai magnetinio lauko. Histerezės kilpa- indukcijos priklausomybė nuo magnetinio lauko stiprumo, kai laukas kinta cikle: kilimas iki tam tikros reikšmės - mažėjimas, perėjimas per nulį, pasiekus tą pačią reikšmę su priešingu ženklu - padidėjimas ir kt. Maksimali histerezės kilpa- pasiekia maksimalų soties įmagnetinimą. Likutinė indukcija B poilsis- magnetinio lauko indukcija atvirkštine histerezės kilpos eiga, kai magnetinio lauko stiprumas nulinis. Prievartos jėga N s- histerezės kilpos grįžtamojo smūgio lauko stiprumas, kai pasiekiama nulinė indukcija.
Magnetinis laukas turi energiją. Kaip įkrautame kondensatoriuje yra elektros energijos rezervas, taip ir ritėje, per kurią teka srovė, yra magnetinės energijos rezervas.
Jei elektros lempą prijungiate lygiagrečiai su didelės induktyvumo ritė nuolatinės srovės elektros grandinėje, tada atidarius raktą pastebimas trumpas lempos blyksnis. Srovė grandinėje atsiranda veikiant saviindukcijos emf. Elektros grandinėje išsiskiriančios energijos šaltinis yra ritės magnetinis laukas. Ritės, kurios induktyvumas L, sukuriamo srovės I, magnetinio lauko energija W m lygi W m = LI 2/2 |
kur - magnetinė konstanta.
