Магнитная индукция и магнитная проницаемость
Магнитная индукция.
Силовой характеристикой магнитного поля в выбранной точке пространства является магнитная индукция В. Эта векторная величина определяет силу, с которой магнитное поле действует на движущуюся в нем заряженную частицу. Если заряд частицы равен q,ее скорость равна v, а индукция магнитного поля в данной точке пространства равна В, то на частицу в данной точке со стороны магнитного поля действует сила, равная:
.
Таким образом, В– это вектор, величина и направление которого таковы, что сила Лоренца, действующая на движущийся заряд со стороны магнитного поля равна:
.
Здесь альфа – это угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции. Вектор силы Лоренца F перпендикулярен вектору скорости и вектору магнитной индукции. Его направление для случая движения положительно заряженной частицы в однородном магнитном поле определяется правилом левой руки.
Рисунок 5.3 – Правило левой руки
Если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца.
Рисунок 5.4 – Сила Лоренца
Поскольку ток в проводнике является движением заряженных частиц, то магнитную индукцию можно определить и как отношение максимального механического момента, действующего со стороны однородного магнитного поля на рамку с током, к произведению силы тока в рамке на площадь рамки: 
.
|
|
|
Магнитная индукция – фундаментальная характеристика магнитного поля, как напряженность для электрического поля. В системе СИ магнитная индукция измеряется в тесла (Тл)
Сам термин индукция происходит от латинского «индукцио», что означает наведение.
Рисунок 5.5 – Правило буравчика
Проводник с током имеет вокруг себя магнитное поле. Для определения направления силовых линий индукции магнитного поля В электрического тока I, текущего по прямолинейному проводнику, пользуются правилом правого винта или буравчика: направление вращения рукоятки буравчика показывает направление линий магнитной индукции В, а поступательное движение буравчика тогда соответствует направлению тока в проводнике.
При этом величина магнитной индукции B на расстоянии R от проводника с током I может быть найдена по формуле:
,
где магнитная постоянная: 
.
Если линии напряженности электростатического поля Е начинаясь на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных, то линии магнитной индукции B замкнуты всегда. В отличие от электрических зарядов, магнитных зарядов, которые бы создавали полюса подобно электрическим зарядам, в природе не обнаружено.
|
|
|
Магнитная проницаемость.
Абсолютная магнитная проницаемость – μаматериала представляет собой отношение магнитной индукции В к напряженности магнитного поля Н в заданной точке кривой намагничивания для данного материала и выражается в генри на метр (Гн/м):
μа = В/Н,
где В – индукция, Тл,
Н – напряженность поля, А/м.
Относительная магнитная проницаемость μ материала есть отношение абсолютной магнитной проницаемости к магнитной постоянной:
μ = μа/ μо,
где μо –магнитная постоянная – величина,. характеризующая магнитное поле в вакууме (μо = 1,256637 • 106 Гн/м),
μ – безразмерная величина.
Абсолютная магнитная проницаемость μа применяется только для расчетов. Для оценки же свойств магнитных материалов используют относительную магнитную проницаемость μ, не зависящую от выбранной системы единиц. Ее называют магнитной проницаемостью.
Температурный коэффициент магнитной проницаемости.
ТКμ – позволяет оценить характер изменения магнитной проницаемости в зависимости от температуры ферромагнетика. При линейном изменении магнитной проницаемости в узком интервале температур Т2 – Т1ТКμ (1/°С) вычисляют по формуле:
|
|
|
ТКμ = (μ2– μ1)/μ 1(T2 – T1),
где μ1 и μ2 – магнитная проницаемость материала соответственно при температурах T1 и Т2.
Рисунок 5.6 – Зависимость магнитной проницаемости от температуры
Температура Кюри (Тк) – температура, при которой магнитная проницаемость резко снижается до нуля.При температурах выше Тк материал теряет ферромагнитные свойства.Тк для чистого железа 768 °С, для никеля 358°С, для кобальта – 1131 °С.
Зависимость магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля
Различают начальную магнитную проницаемость μн(измеряют при напряженностях магнитного поля, близких к нулю) максимальную μм.
Большие значения μн и μм показывают, что данный магнитный материал легко намагничивается в слабых и сильных магнитных полях.
Рисунок 5.7 – Графики зависимости магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля:
1 – для пермаллоя, 2 – для чистого железа
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 590; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!