71Магнитное поле соленоида
Соленоидом
называют катушку цилиндрической формы
из проволоки, витки которой намотаны
вплотную в одном направлении, а длина
катушки значительно больше радиуса
витка.
Магнитное поле соленоида
можно представить как результат сложения
полей, создаваемых несколькими круговыми
токами, имеющими общую ось. На рисунке
3 видно, что внутри соленоида линии
магнитной индукции каждого отдельного
витка имеют одинаковое направление,
тогда как между соседними витками они
имеют противоположное направление.
Рис.
3
Поэтому при
достаточно плотной намотке соленоида
противоположно направленные участки
линий магнитной индукции соседних
витков взаимно уничтожаются, а одинаково
направленные участки сольются в общую
линию магнитной индукции, проходящую
внутри соленоида и охватывающую его
снаружи.Изучение этого поля с помощью
опилок показало, что внутри соленоида
поле является однородным, магнитные
линии представляют собой прямые линии,
параллельные оси соленоида, которые
расходятся на его концах и замыкаются
вне соленоида (рис. 4).
Рис. 4
Нетрудно
заметить сходство между магнитным
полем соленоида (вне его) и магнитным
полем постоянного стержневого магнита
(рис. 5). Конец соленоида, из которого
магнитные линии выходят, аналогичен
северному полюсу магнита N,
другой же конец соленоида, в который
магнитные линии входят, аналогичен
южному полюсу магнита S.
![]()
Рис. 5 Полюсы соленоида с током на опыте легко определить с помощью магнитной стрелки. Зная же направление тока в витке, эти полюсы можно определить с помощью правила правого винта: вращаем головку правого винта по току в витке, тогда поступательное движение острия винта укажет направление магнитного поля соленоида, а следовательно, и его северного полюса. Модуль магнитной индукции внутри однослойного соленоида вычисляется по формуле B=μμ 0 NI l =μμ 0 nl, где Ν — число витков в соленоиде, I — длина соленоида, n — число витков, приходящееся на единицу длины соленоида.
72 Намагничивание магнетика. Вектор намагниченности
|
Если
по проводнику течет ток, то вокруг
проводника создаётся МП. Мы пока
рассматривали провода, по которым
текли токи, находящиеся в вакууме.
Если провода, несущие ток, находятся
в некоторой среде, то м.п. изменяется.
Это объясняется тем, что под действием
м.п. всякое вещество способно приобретать
магнитный момент, или намагничиваться
(вещество становится магнетиком).
Вещества,
намагничивающиеся во внешнем м.п.
против направления поля называются
диамагнетиками.
Вещества,
слабо намагничивающиеся во внешнем
м.п. по направлению поля называются
парамагнетиками
Намагниченное в-во создаёт м.п. –
Токи
намагничивания I'
.
Намагничивание вещества связано с
преимущественной ориентацией магнитных
моментов отдельных молекул в одном
направлении. Элементарные
круговые токи, связанные с каждой
молекулой, называются молекулярными.
Молекулярные токи оказываются
ориентированными, т.е. возникают токи
намагничивания - |
73
Напряжённость магни́тного по́ля
(стандартное обозначение Н)
— векторнаяфизическая
величина, равная разности векторамагнитной
индукцииB
и вектора
намагниченностиM.
В СИ:
где
—магнитная
постоянная.
В СГС:![]()
В простейшем случае изотропной (по магнитным свойствам) среды и в приближении достаточно низких частот изменения поля B и H просто пропорциональны друг другу, отличаясь просто числовым множителем (зависящим от среды) B = μ H в системе СГСилиB = μ0μ H в системе СИ(см.Магнитная проницаемость, также см.Магнитная восприимчивость). В системеСГСнапряжённость магнитного поля измеряется вэрстедах(Э), в системеСИ — в амперах на метр(А/м). В технике эрстед постепенно вытесняется единицей СИ — ампером на метр.1 Э = 1000/(4π) А/м ≈ 79,5775 А/м. 1 А/м = 4π/1000 Э ≈ 0,01256637 Э.
