27. Что имеют общего и чем различаются электрическая и магнитная проницаемости вещества?

Однородный и изотропный диэлектрик ослабляет силу (напряженность) ЭСП в  раз, где  - диэлектрическая проницаемость материала.

Результирующее поле в диэлектрике складывается из противоположно направленных внеш­него и собственного (внутреннего), обусловленного связанными (поляризационными) зарядами диэлектрика, полей. Его напря­женность Е равна разности: Е = Е_внеш – Е_собств. Е_собств запишем по формуле для плоского конденса­тора: Е_собств = /_о = Р/_о (значение  здесь не включается, т. к. оно уже учтено в плотности  поля­ризационных зарядов).

Поляризованность Р диэлектрика прямо пропорциональна напряженности результирующего поля Р = _оЕ, где  - диэлектрическая восприимчивость материала диэлектрика.

Подставляя все это в выражение для Е, получаем:

Е = Е_внеш - Р/_о = Е_внеш - Е  Е = Е_внеш/(1 + ) = Е_внеш/, где  = 1 +  - диэлектрическая про­ницаемость вещества, являющаяся мерой ослабления ЭСП диэлектриком, показывающая во сколько раз напряженность ЭСП в однородном изотропном и безграничном диэлектрике меньше чем в вакууме:  = Е_внеш/Е.

Все элементарные частицы, входящие в состав атомов, обладают магнитными моментами. Соответственно, все вещественные тела могут, как создавать собственное магнитное поле, так и взаимодействовать с внешним магнитным полем. Мерой магнитных свойств вещества является магнитная проницаемость , численно равная отношению индукции В магнитного поля в веществе к индукции В_о магнитного поля в вакууме:

 = В/В_о

В зависимости от величины магнитной проницаемости все вещества (их можно называть магнетиками) делятся на слабые, у которых магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы, и сильные, у которых магнитная проницаемость много больше единицы.

Слабые магнетики, в свою очередь, делят на:

- диамагнетики, у которых магнитная проницаемость чуть меньше единицы и

- парамагнетики, у которых магнитная проницаемость чуть больше единицы.

Мерой намагниченного состояния вещества выбирается величина , называемая намагниченностью, численно равная магнитному моменту единицы объёма вещества: = /V, где - магнитный момент  - го атома вещества, а  и V - общее число атомов вещества и его полный объём, соответственно.

При помещении вещества в магнитное поле оно, взаимодействуя с ним, "откликается" созда­нием собственного магнитного поля (то есть намагничи­вается). В слабых магнетиках собственное магнитное поле много меньше внешнего магнитного поля, и, в результате, суммарное магнитное поле в веществе незначительно отличается от внешнего (в отсутствии вещества).

28. Как и почему индуктивность катушки зависит от числа витков в ней?

Ток, протекающий по контуру (витку), порождает МСП, которое пронизывает и поверх­ность, ограниченную самим этим контуром. Чем больше ток  в контуре, тем больше поро­ждаемый им поток Ф_В.

Если контур содержит N витков, т. е. имеем катушку, то результирующий поток Ф_В = NФ = , сцепленный с витками катушки, называется потокосцеплением. В отличие от потока Ф, потокосцепление  характеризует «собственное» магнитное поле, т. е. поле, создаваемое током самого контура (катушки), поверхность которого оно пронизывает.

С ростом силы тока в контуре (катушке) прямо пропорционально растет и порождаемое им потокосцепление, т. е.  ~ I. Отношение же /I = L, называемое индуктивностью контура (катушки), не зависит по отдельности ни от силы тока I в контуре, ни от сцепленного с ним потока , а определяется размерами и формой контура, числом витков в нем и магнитной проницаемостью среды :

L = /I = NФ/I = NBS/I = N_оINS/Il = _оN²S/l = _оn²Sl,

где n = N/l - число витков на единицу длины катушки, S - площадь ее поперечного сечения.

С ростом числа  витков в катушке прямо пропорционально растет индукция В магнитного поля, создаваемого катушкой внутри нее (B = _оINS/l), а общее потокосцепление  = Ф = ВS, пронизывающее все  витков катушки, растет квадратично . Отношение /I, которое и есть индуктивность катушки, также растет квадратично числу  витков в ней.

1 Этим объясняется то преимущество последовательного соединения конденсаторов, что в нем возрастает общее пробивное напряжение батареи, так как на каждом из конденсаторов падает меньшее напряжение.