Лекция 4. Электромагнитная индукция

Граничные условия на поверхности раздела двух магнетиков

На границе раздела между магнетиками с различными m векторы B и H испытывают скачкообразные изменения, характеризующиеся граничными условиями (рис. 3.28).

Из уравнений

и

можно получить условия, которым должны удовлетворять векторы B и H на границе раздела двух магнетиков.

Уравнение формально не отличается от соответствующего уравнения для вектора электрической индукции D при отсутствии электрических зарядов. Отсюда следует, что на границе раздела двух магнетиков нормальные составляющие вектора B должны быть непрерывны (рис. 3.29):

. (3.42)

Граничные условия для вектора H можно получить, предположив, что вдоль границы раздела течет поверхностный ток с линейной плотностью i. Если применить теорему о циркуляции напряженности магнитного поля к бесконечно малому прямоугольному контуру, высота которого пренебрежимо мала по сравнению с длиной основания l, то окажется, что

, (3.43)

где i_n - составляющая вектора i вдоль нормали к контуру.

Если на границе раздела двух сред ток проводимости отсутствует, то

, (3.44)

т.е. тангенциальные составляющие вектора H на границе раздела двух магнетиков непрерывны (рис. 3.30).

Из выражений (3.42) и (3.44) можно установить соотношение для закона преломления силовых линий векторов B и H при переходе через границу раздела двух магнетиков:

. (3.45)

Таким образом, при переходе из магнетика с меньшей магнитной проницаемостью в магнетик с большей магнитной проницаемостью магнитная силовая линия удаляется от нормали к границе раздела двух сред. Это приводит к концентрации магнитных силовых линий в магнетиках с большей магнитной проницаемостью m.

Например, если в однородное магнитное поле внести полый железный шар, то из-за преломления и концентрации магнитных силовых линий в железе их концентрация внутри полости мала. Это значит, что магнитное поле в полости сильно ослаблено по сравнению с внешним полем, т.е. оболочка железной полости обладает экранирующим действием по отношению к внешнему магнитному полю. На этом основана магнитная защита. Для того чтобы предохранить какой-либо чувствительный прибор от воздействия внешних магнитных полей, его окружают ферромагнитной оболочкой.

Ферромагнитная оболочка лишь частично защищает охваченные ею тела от действия внешних магнитных полей. Чем больше магнитная проницаемость ферромагнитного материала оболочки m, тем сильнее его защитное действие. Однако существуют тела, которые в этом отношении являются идеальными. К ним относятся сверхпроводники. Оболочка из сверхпроводника, находящегося в сверхпроводящем состоянии, полностью защищает окружаемые ее тела от действия внешнего магнитного поля.

Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Правило (закон) Ленца. Вывод основного закона электромагнитной индукции из закона сохранения и превращения энергии. Явление самоиндукции. Коэффициенты индуктивности и взаимной индуктивности. Явление самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.

Дата добавления: 2017-02-01