Напряженность магнитного поля. Магнитодвижущая сила

Существуют вещества, в которых элементарные токи под действием внешне­го поля располагаются так, что происходит усиление поля. К ним относятся так называемые парамагнитные и ферромагнитные вещества. Суще­ствует другая группа веществ, называемых диамагнитными, в которых под действием внешнего магнитного поля возникают такие дополнительные элемен­тарные токи, которые ослабляют вызвавшее их поле.

Рассмотрим катушку с током i, имеющую w витков, в которую внесено тело из какого-либо вещества (рис. 1.41).

Составим линейный интеграл магнитной индукции вдоль замкнутого контура АтСпА, охватывающего все витки катушки. Часть АтС контура интегрирования расположена внутри тела и часть СпА — в пустоте.

Под действием магнитного поля, вызванного то­ком г в катушке, тело намагничивается, т. е. элементар­ные токи в веществе тела ориентируются в известной мере между собой согласованно и создают свое магнит­ное поле. Сумма элементарных токов, охватывающих значение. Обозначим отрезок dl в этом направлении через dn и введем вектор­ную величину

которую назовем намагниченностью вещества.

Намагниченность вещества по значению численно равна сумме элементарных токов, охватывающих единицу длины линии, проведенной через данную точку в таком направлении, чтобы эта сумма была наибольшей. Направление вектора М и есть такое направление. Оно связано с направлением элементарных токов пра­вилом правого винта. Для произвольного направления отрезка dl имеем

где а — угол между направлением вектора М и положительным направлением касательной ту. линии АтС в рассматриваемой точке М. Таким образом, сумма элементарных токов, охватывающих всю линию АтС, имеет значение

Векторную величину, стоящую в скобках под знаком интеграла, обознача­ют Н и называют напряженностью магнитного поля. Имеем

В соответствии с определением напряженности магнитного поля, данным в пре­дыдущем параграфе, линейный интеграл напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура равен электрическому току, охватываемому этим контуром, т. е. току сквозь поверхность s, ограниченную этим контуром:

В общем случае, когда ток i распределен по поверхности s с плотностью 8, различной в разных точках поверхности, имеем соотношение

Например, если контур интегрирования охватывает часть сечения проводника с током (рис. 1.44), то в правой части уравнения должна быть учтена только та часть тока в проводнике, которая охватывается контуром интегрирования.

Согласно Максвеллу, в правой части уравнения £ Hdl = i под

величиной i следует подразумевать не только токи проводимости, но и токи переноса, а также и токи смещения сквозь поверхность, ограниченную контуром интегрирования. Сумма токов проводи­мости, переноса и смещения может быть названа полным током сквозь рассматриваемую поверхность.

Соответственно, соотношение Hdl = i именуют законом полного тока.

Линейный интеграл напряженности магнитного поля вдоль некоторого кон­тура называют магнитодвижущей силой (МДС) вдоль этого контура. Магнитодвижущую силу принято обозначать буквой F.

Используя термин «магнитодвижущая сила», закон полного тока можно вы­разить следующим образом: магнитодвижущая сила вдоль замкнутого контура равна полному току, охватываемому этим контуром.

Уравнение kHdl = i при отмеченной широкой трактовке его правой части становится одним из основных уравнений электромагнитного поля.

Действительно, предположим, что токи проводимости и переноса отсутству­ют и имеются только токи смещения. Но токи смещения в диэлектрике возника­ют только при изменении во времени электрического поля. Следовательно, уравнение

Пользуясь понятием «магнитодвижущая сила», можно придать следующий смысл величине, которую называем напряженностью магнитного поля. Напря­женность поля оказывается численно равной магнитодвижущей силе, приходя­щейся на единицу длины в направлении линии напряженности поля:

Отсюда видно, что единицей напряженности магнитного поля является ампер па метр (А/м).

Из изложенного в предыдущем параграфе следует, что единицей намагничен­ности вещества также является ампер па метр (А/м).

Дата добавления: 2014-01-07