1. Интензитет на магнитната индукция
Интензитетът на магнитната индукция е физична величина, използвана за описване на свойствата на магнитното поле, изразена чрез B, посоката на B в точка в магнитното поле е посоката на магнитното поле в точката, а размерът на B показва силата на магнитното поле в точката.
В системата от единици SI (Международна система от единици) единицата за сила на магнитна индукция е [волт · секунда/метър 2], а [волт]·[секунда] се нарича Вебер, така че единицата за сила на магнитна индукция се нарича [Вебер/метър 2] или [Тесла], наричан [T], в системата от единици CGSM единицата за сила на магнитна индукция е [Гаус]. Единиците се обозначават със символи: V е [волт], s е [секунди], m е [метри], Wb е [Вебер], T е [T], Gs е [Гаус], mT е [милит].
1T=1Wb/m2=104Gs=103mT (1)
2, магнитна силова линия, магнитен поток и теорема за непрекъснатостта на магнитния поток
Магнитното поле се изобразява графично с линии на магнитното поле. Линиите на магнитното поле на различни магнитни полета, генерирани от ток, са показани на Фигура 1. Линиите на магнитното поле са затворени линии без глава и без опашка, обграждащи тока, а посоката на тока и посоката на връщане на линията на магнитното поле съответстват на дясната правило.
Уточняваме, че посоката на допирателната на всяка точка от линията на магнитното поле е посоката на магнитното поле (т.е. В) в тази точка и че броят на линиите на магнитното поле на единица площ, перпендикулярна на вектора B, е равен на величината на вектора B в тази точка. С други думи, където магнитното поле е силно, линията на магнитното поле е по-плътна, а където магнитното поле е слабо, линията на магнитното поле е по-тънка.
Общият брой линии на магнитна сила, преминаващи през повърхността, се нарича магнитен поток, преминаващ през повърхността и се представя с Φ. Изчисляването на магнитния поток е показано на фигура 2. Елементът на площта се взема на повърхността и се образува ъгъл θ между посоката на нормалната му линия и посоката на B на точката. Магнитният поток на елемента, преминаващ през зоната, е:
dφ=B×cosθ×ds (2)
Така че общият поток на S през повърхността е
φ=# B×cosθ×ds (3)
Когато B е еднакво и S е равнина и перпендикулярна на B, магнитният поток през равнината S е:
φ = B×S (4)
Това е връзка, която често се използва при магнитни измервания.
Теорема за непрекъснатия поток: Когато S-равнината е затворена повърхност, тъй като линията на магнитното поле е затворена линия, тогава линията на магнитното поле през затворената повърхност трябва да минава през другите части на затворената повърхност, така че общият магнитен поток през всяка затворена повърхност трябва да бъде равна на нула. За остроумие:
φ=# Bcosθds=0 (5)
Единицата за магнитен поток е [Weber] в системата от единици SI, [Maxwell] в системата от единици CGSM, а символът съкращение [Mai] е представен от Mx.
1Wb=108Mx (6)
3, сила на магнитното поле, пропускливост и закон на ампер-контур
Силата на магнитното поле е физическа величина, въведена за улесняване на анализа на връзката между магнитното поле и тока, тя също е вектор, изразен с H, нейната връзка с интензитета на магнитната индукция е:
H = B/μ (7)
Където: μ е проницаемостта на магнитната среда, определена от природата на магнитната среда
Съгласен. В единици SI, пропускливостта на вакуум е:
μ0=4π×10-7 Хенри/m (8)
Единицата за H е [ампер/метър], в системата от единици CGSM пропускливостта на вакуум е 1, а единицата за H е [Oster], съкращение от [Ao]. Единиците са представени със символи: A е [ампер], Oe е [O] и H е [Хенри].
1A/m=4π×10-3 Oe (9)
Закон на контура на Ампер: В магнитно поле H векторът следва произволно затворена крива
Линейният интеграл на сигма е равен на алгебричната сума на токовете, включени в тази затворена крива. За остроумие:
# H×cos ×dl=∑I (10)
Където: е ъгълът между посоката на допирателната на кривата и посоката на магнитното поле на точката.
Като използваме закона за контура на Ампер, можем лесно да изчислим магнитното поле, генерирано от ток с определена пространствена симетрия. Например, изчислете силата на магнитното поле в точка P вътре в равномерно плътно навит кръгов соленоид, както е показано на фигура 4. Вземете концентричните окръжности с радиус r през точка P като затворена интегрална крива. Поради връзката на симетрия, силата на магнитното поле във всяка точка около концентричната окръжност е еднаква и посоката на силата на магнитното поле е по допирателната посока на концентричната окръжност, т.е.=0, така че:
# H×cos ×dl=H*2πr=NI (11)
И така, силата на магнитното поле в точка P: H=NI/ (2πr)
Където N е броят на намотките. От тази връзка може да се види, че силата на магнитното поле се определя само от разпределението на тока, който генерира магнитното поле, и няма нищо общо със свойствата на магнитната среда.