- •Магнітне поле
- •Магнітна індукція
- •Сила Лоренца
- •Закон Ампера
- •Закон Біо – Савара – Лапласа
- •Приклади найпростіших магнітних полів провідників із струмом
- •Закон повного струму для магнітного поля у вакуумі
- •Рух заряджених частинок у постійному магнітному полі
- •Теорема Остроградського – Гаусса для магнітного поля у вакуумі
- •Робота переміщення провідника зі струмом у постійному магнітному полі
- •Магнітне поле у речовині. Магнітні моменти атомів
- •Атом у магнітному полі
- •Діамагнетики і парамагнетики в магнітному полі
- •Закон повного струму для магнітного поля в середовищі
- •Феромагнетики
- •Електромагнітна індукція
- •Явище самоіндукції
- •Енергія магнітного поля у неферомагнітному ізотропному середовищі
- •Основи теорії Максвелла
- •Рівняння Максвелла в диференціальній формі
Закон повного струму для магнітного поля в середовищі
У магнетизмі розрізняють два типи струмів: макроструми і мікроструми. Під макрострумами розуміють електричні струми провідності, а також конвекційні струми, зв’язані з рухом заряджених макроскопічних тіл. Мікрострумами, або молекулярними струмами, називають струми, обумовлені рухом електронів у атомах, іонах і молекулах.
У речовині на магнітне поле макрострумів (його часто називають зовнішнім) накладається додаткове магнітне поле мікрострумів (його, відповідно, називають внутрішнім).
Магнітна індукція вислідного поля у речовині
, (5.82)
де
− магнітна індукція зовнішнього поля,
− магнітна індукція внутрішнього поля.
Закон повного струму:
, (5.83)
де
і
− алгебраїчні суми відповідно макро-
і мікрострумів, охоплених замкненим
контуром L.
Величину
можна визначити, ґрунтуючись на тому,
що молекула з магнітним моментом
еквівалентна замкненому „витку”
молекулярного струму:
,
де
− площа „витка” (рис. 5.24).
У
разі парамагнетика:
− власний магнітний момент молекули.
У разі діамагнетика – наведений магнітний
момент
.
Внесок в
дають тільки ті молекулярні струми,
„витки” яких „нанизані” на контур L.
Розгляньмо магнітне поле в
діамагнітній речовині. Наведені магнітні
моменти молекул
протилежні за напрямом вектору
.
Нехай
− кут між вектором
малого елемента
замкненого контура
і вектором
.
На цей елемент
„нанизані” молекулярні струми всіх
молекул, що містяться в об’ємі скісного
циліндра (рис. 5.25) з твірною
і основою площі
.
Нормаль до основи утворює кут
з твірною циліндра:
,
де
− концентрація молекул. Отже, малому
елементу
контура
відповідає охоплений цим контуром
мікрострум

![]()
де
− намагніченість. Інтегруючи це рівняння
вздовж усього замкненого контура L,
дістанемо:
.
(5.84)
Для парамагнітного середовища
розрахунок
складніший, оскільки безладний тепловий
рух атомів перешкоджає впорядкованій
орієнтації магнітних моментів молекул.
Однак можна довести, що і в цьому випадку
для
справджується вираз (5.84).
Поділимо обидві частини
рівняння (5.83) на
і підставимо в нього вираз
у формі (5.84):
.
Оскільки в обох інтегралах інтегрування проводиться по одному і тому самому замкненому контуру L, то це рівняння можна записати у формі:
. (5.85)
Вектор
(5.86)
називають напруженістю магнітного поля. Тому (5.85) можна записати у формі:
. (5.87)
Рівняння (5.87) є математичним виразом закону повного струму для магнітного поля в середовищі:
Циркуляція вектора напруженості магнітного поля вздовж довільного замкненого контура дорівнює вислідному макроструму через поверхню, натягнуту на цей контур.
Для ізотропного середовища зв’язок між векторами магнітної індукції та намагніченості має вигляд:
.
Тому
,
або
, (5.88)
де
(5.89)
− відносна магнітна
проникність середовища,
− магнітна сприйнятливість середовища.
Для діамагнетиків
і
.
Для парамагнетиків
і
.
Відносна магнітна проникність цих
речовин не залежить від напруженості
магнітного поля, в якому вони розташовані,
і дуже мало відрізняється від одиниці,
всього на величину порядку 10-5
– 10-6.
З (5.86), (5.88) і (5.89) випливає, що намагніченість магнетика пропорційна напруженості магнітного поля:
(5.90)
