Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.3). Миловидова С.Д - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

19
Для характеристики магнитного поля кроме вектора магнитной
индукции
B
r
вводят дополнительный вектор - напряженность магнитного поля
H
r
:
,
0
µµ
B
H
r
r
=
(2)
где µ - магнитная проницаемость среды, а µ
0
- магнитная постоянная. Как
видно из формулы (2), вектор
H
r
не зависит от магнитных свойств среды и
поэтому характеризует магнитное поле в вакууме. Магнитная индукция
внешнего магнитного поля (т.е. вакуума)
0
B
r
будет связана с напряженностью
магнитного поля следующим соотношением:
,
00
HB
r
r
µ=
(3)
т .к . для вакуума µ=1. Из формул (2) и (3) следует , что
.
0
B
B
r
r
=µ
(4)
Таким образом , магнитная проницаемость µ показывает , во сколько раз
магнитная индукция в веществе больше магнитной индукции в вакууме.
Способность различных веществ к намагничиванию характеризуют еще
вектором интенсивности намагничивания
0
J
r
, который равен векторной сумме
магнитных моментов всех атомов , содержащихся в единице объема вещества.
Вектор намагничивания
J
r
связан с вектором индукции собственного
магнитного поля
.собст
B
r
соотношением
.
.
JB
собст
r
r
µ=
(5)
Из (1), (3) и (5) следует , что
.
0
0
.
0
JHBBB
собст
r
r
r
r
r
µµ +=+=
(6)
Итак , вектор
J
r
характеризует магнитное поле , созданное магнитными
моментами атомов вещества; вектор
H
r
характеризует магнитное поле вакуума,
созданного токами в проводниках; вектор
B
r
характеризует результирующее
магнитное поле , т .е. поле, созданное и токами в проводниках, и магнитными
моментами атомов вещества.
Для диамагнетиков
1
<
µ
, для парамагнетиков -
.
1
>
µ
В обоих случаях
величина магнитной проницаемости µ не зависит от напряженности магнитного
поля
H
и близка к единице.
У ферромагнетиков
1
>>
µ
и зависит от напряженности
H
внешнего
магнитного поля. С ростом
H
магнитная проницаемость сначала быстро
возрастает , достигая максимума, а затем уменьшается , приближаясь при очень
сильных полях к значению
1
=
µ
(рис.2). 
                                                19
      Д ля х
           rарак т е рист ик и м агнит ного п оля к ром е       в е к т ора  м агнит ной
индук ц ии B в в одят доп олнит е льный в е к т ор - нап ряже нност ь м агнит ногоп оля
                                                  r
r
                                              r   B
H:                                            H=      ,                                    (2)
                                                 µµ 0
где µ - м агнит ная п рониц ае м осrт ь сре ды, а µ0 - м агнит ная п ост оянная. К ак
в идно из форм улы (2), в е к т ор H не зав исит от м агнит ныхсв ой ст в сре ды и
п оэт ом у харак т е ризуе т м агнит ное п оле в в ак уум е . М агнит ная индук ц ия
                                                    r
в не ш не го м агнит ного п оля (т .е . в ак уум а) B0 буде т св язана с нап ряже нност ью
м агнит ногоп оля сле дую щ им соот нош ение м :
                                      r        r
                                      B0 = µ 0 H ,                                               (3)
т .к . для в ак уум а µ=1. И з форм ул (2) и (3) сле дуе т , чт о
                                          r
                                         B
                                      µ= r .                                                     (4)
                                         B0
         Так им образом , м агнит ная п рониц ае м ост ь µ п ок азыв ае т , в о ск ольк о раз
м агнит ная индук ц ия в в е щ ест в е больш е м агнит ной индук ц ии в в ак уум е .
         Сп особност ь различныхв е щ е ст в к нам r
                                                     агничив анию харак т е ризую т е щ е
в е к т ором инт е нсив ност и нам агничив ания J 0 , к от орый рав е н в е к т орной сум м е
м агнит ныхм ом е нт ов в се хатr ом ов , соде ржащ ихся в е диниц е объе м а в е щ е ст в а.
В е к т ор нам агничив ания J св язан с в е к т ором индук ц ии собст в е нного
                     r
м агнит ногоп оля    Bсобст . соот нош е ние м
                               r              r
                               Bсобст . = µ 0 J .                                                (5)
И з (1), (3) и (5) сле дуе т , чт о
                     r r      r              r       r
                     B = B0 + Bсобст . = µ 0 H + µ 0 J .                                        (6)
                     r
И т ак , в е к т ор J харак т е ризуе т м агнит    r   ное п оле , созданное м агнит ным и
м ом е нт ам и ат ом ов в е щ е ст в а; в е к т ор H харакrт е ризуе т м агнит ное п оле в ак уум а,
созданного т ок ам и в п ров одник ах; в е к т ор B харак т е ризуе т ре зульт ирую щ е е
м агнит ное п оле , т .е . п оле , созданное и т ок ам и в п ров одник ах, и м агнит ным и
м ом е нт ам и ат ом ов в е щ е ст в а.
        Д ля диам агне т ик ов µ < 1 , для п арам агне т ик ов - µ > 1. В обоихслучаях
в е личина м агнит ной п рониц ае м ост и µ не зав исит от нап ряже нност и м агнит ного
п оля H и близк а к единиц е .
        У фе рром агне т ик ов µ >> 1 и зав исит от нап ряже нност и H в не ш не го
м агнит ного п оля. С рост ом H м агнит ная п рониц ае м ост ь сначала быст ро
в озраст ае т , дост игая м ак сим ум а, а зат е м ум е ньш ае т ся, п риближаясь п ри оче нь
сильныхп оляхк значе нию µ = 1 (рис.2).

Страницы