1. Magnetinės indukcijos intensyvumas
Magnetinės indukcijos intensyvumas yra fizinis dydis, naudojamas magnetinio lauko savybėms apibūdinti, išreikštas B, B kryptis magnetinio lauko taške yra magnetinio lauko kryptis taške, o B dydis nurodo magnetinio lauko stiprumas taške.
SI vienetų sistemoje (International System of Units) magnetinės indukcijos stiprumo vienetas yra [voltai · sekundė/metras 2], o [voltai]·[sekundė] vadinamas Weberiu, todėl magnetinės indukcijos stiprumo vienetas vadinamas [Weber/meter 2] arba [Tesla], vadinama [T], CGSM vienetų sistemoje magnetinės indukcijos stiprumo vienetas yra [Gaussas]. Vienetai žymimi simboliais: V yra [voltai], s yra [sekundės], m yra [metrai], Wb yra [Weber], T yra [T], Gs yra [Gausas], mT yra [militas].
1T=1Wb/m2=104Gs=103mT (1)
2, magnetinė jėgos linija, magnetinis srautas ir magnetinio srauto tęstinumo teorema
Magnetinis laukas grafiškai pavaizduotas magnetinio lauko linijomis. Srovės generuojamų įvairių magnetinių laukų magnetinio lauko linijos parodytos 1 paveiksle. Magnetinio lauko linijos – tai srovę supančios uždaros linijos be galvos ir be galo, o srovės kryptis ir magnetinio lauko linijos grįžimo kryptis atitinka dešinę. taisyklė.
Nurodome, kad bet kurio magnetinio lauko linijos taško liestinės kryptis yra magnetinio lauko kryptis (ty B) tame taške ir kad magnetinio lauko linijų skaičius ploto vienete statmenai B vektoriui yra lygus B vektoriaus dydis tame taške. Kitaip tariant, kur magnetinis laukas stiprus, magnetinio lauko linija tankesnė, o kur silpnas – magnetinio lauko linija plonesnė.
Bendras magnetinės jėgos linijų, einančių per paviršių, skaičius vadinamas magnetiniu srautu, einančiu per paviršių ir pavaizduotas Φ. Magnetinio srauto apskaičiavimas parodytas 2 paveiksle. Paviršiuje paimamas ploto elementas ir tarp jo normaliosios linijos krypties ir taško B krypties susidaro θ kampas. Elemento, einančio per sritį, magnetinis srautas yra:
dφ=B × cosθ × ds (2)
Taigi bendras S srautas per paviršių yra
φ=# B × cosθ × ds (3)
Kai B yra vienoda, o S yra plokštuma ir statmena B, magnetinis srautas per S plokštumą yra:
φ = B×S (4)
Tai ryšys, kuris dažnai naudojamas atliekant magnetinius matavimus.
Nepertraukiamo srauto teorema: Kai S plokštuma yra uždaras paviršius, nes magnetinio lauko linija yra uždara linija, tada magnetinio lauko linija per uždarą paviršių turi būti per kitas uždaro paviršiaus dalis, taigi bendras magnetinis srautas per uždarą paviršių bet koks uždaras paviršius turi būti lygus nuliui. Žodžiu:
φ=# nesθds=0 (5)
Magnetinio srauto vienetas yra [Weber] SI vienetų sistemoje, [Maxwell] – CGSM vienetų sistemoje, o santrumpos [Mai] simbolis žymimas Mx.
1Wb=108Mx (6)
3, magnetinio lauko stiprumas, pralaidumas ir amperinės kilpos įstatymas
Magnetinio lauko stiprumas yra fizinis dydis, įvestas siekiant palengvinti magnetinio lauko ir srovės santykio analizę, taip pat vektorius, išreikštas H, jo santykis su magnetinės indukcijos intensyvumu yra toks:
H = B/μ (7)
Čia: μ – magnetinės terpės pralaidumas, nustatomas pagal magnetinės terpės pobūdį
Sutiko. SI vienetais vakuumo pralaidumas yra:
μ0=4π×10-7 Henris/m (8)
H vienetas yra [amperas/metras], CGSM vienetų sistemoje vakuumo pralaidumas yra 1, o H vienetas yra [Oster], trumpinys [Ao]. Vienetai pavaizduoti simboliais: A yra [amperas], Oe yra [O] ir H yra [Henris].
1A/m=4π×10-3 Oe (9)
Ampero kilpos dėsnis: magnetiniame lauke H vektorius seka savavališkai uždarą kreivę
Sigmos tiesinis integralas yra lygus šioje uždaroje kreivėje esančių srovių algebrinei sumai. Žodžiu:
# H × cos × dl=∑I (10)
Kur: kampas tarp kreivės liestinės krypties ir taško magnetinio lauko krypties.
Naudodami Ampero kilpos dėsnį, galime nesunkiai apskaičiuoti tam tikros erdvinės simetrijos srovės sukuriamą magnetinį lauką. Pavyzdžiui, apskaičiuokite magnetinio lauko stiprumą P taške vienodai sandariai suvynioto apskrito solenoido viduje, kaip parodyta 4 paveiksle. Paimkite koncentrinius r spindulio apskritimus per tašką P kaip uždarą integralo kreivę. Dėl simetrijos ryšio magnetinio lauko stipris kiekviename taške aplink koncentrinį apskritimą yra lygus, o magnetinio lauko stiprumo kryptis yra išilgai koncentrinio apskritimo liestinės krypties, ty=0, taigi:
# H × cos × dl=H*2πr=NI (11)
Taigi magnetinio lauko stiprumas taške P: H=NI/ (2πr)
Kur N yra apvijos apsisukimų skaičius. Iš šio ryšio matyti, kad magnetinio lauko stiprumą lemia tik srovės, kuri sukuria magnetinį lauką, pasiskirstymas, ir jis neturi nieko bendra su magnetinės terpės savybėmis.