«электромагнитные поля и волны»

2.2. Магнитный поток

Как указывалось, магнитные силовые линии служат не только для наглядного изображения направления действия магнитного поля, но и для количественного и качественного его определения.

Число силовых линий, проходящих через поверхность S, называют магнитным потоком Ф сквозь данную площадь (рис. 2.4).
Магнитный поток есть количественная характеристика магнитного поля. Он зависит от: а) тока в проводнике (катушке); б) формы проводника; в) среды, в которой образуется поток.
Магнитный поток есть величина векторная.
Единица магнитного потока — вебер (Вб):
[Ф] = 1 В_* 1 с.
Для дальнейшего анализа количественных и качественных характеристик поля выделим чать поля в виде тубки.
Магнитной трубкой называют часть магнитного поля в форме трубки, которую не перескают силовые линии (рис. II.5).
В любом сечении количество силовых линий магнитной трубки не меняется. в то время как их плотность (густота) в различных сечениях различна.



рис 2.4


2.3. Магнитная индукция

Число силовых линий, проходящих через единицу площади поверхности, расположенной нормально к полю, характеризует плотность поля в данной среде.

Величину, характеризующую плотность поля в данной точке среды, называют магнитной индукцией:


В = Ф/S_┴. (2.3.1)

Магнитная индукция, как и магнитный поток, зависит от:

а) тока в проводнике;
б) формы проводника;
в) среды, в которой действует магнитное поле.
Магнитная индукция — есть вектор, направленный по касательной к линии поля в направлении действия поля. Следовательно, направление магнитной индукции можно определить по правилу буравчика.
Вектор магнитной индукции дает качественную характеристику поля и является одним из основных показателей магнитного поля.
Единица магнитной индукции — тесла (Тл):
[B] = 1 Вб/1м²

С помощью векторов магнитной индукции можно определить однородно или неоднородно магнитное поле.

Однородным называют такое поле, у которого векторы магнитной индукции во всех его точках имеют одинаковую величину и параллельны друг другу.
Если вектор магнитной индукции в различных точках поля имеет различное значение или направление, то такое поле называют неоднородным.
Для однородного магнитного поля при условии, что площадка S расположена нормально (перпендикулярно) к полю, согласно формуле (2.3.1) можно записать

Ф = В_nS, (2.3.2)

где В_n — вектор магнитной индукции, направленный нормально к площадке.

Ф =

Если поле неоднородно, то выражение примет вид


dФ = BdS или (.2.3.3)

т.е. магнитный поток есть интеграл от произведения магнитной индукции В на элементарную площадку dS.

Если площадкаS не перпендикулярна направлению поля (рис. 2.3,a) и вектор магнитной индукции образует угол α с нормалью к площадке, то для вычисления нормальной составляющей вектора индукции необходимо спроектировать вектор индукции на эту нормаль (рис, б). Из рис., б следует, что


B_n = Bcosα. (2.3.4)

Тогда формулу () можно представить в виде

Ф = BScosα. (2.3.5)