Поняття про постійне та змінне магнітне поле. Що є джерелом магнітного поля

Що таке постійний магніт

Феромагнітний виріб, здатний зберігати значну залишкову намагніченість після зняття зовнішнього магнітного поля, називається постійним магнітом. Постійні магніти виготовляють із різних металів, таких як: кобальт, залізо, нікель, сплави рідкісноземельних металів (для неодимових магнітів), а також з природних мінералів типу магнетитів.

Сфера застосування постійних магнітів сьогодні дуже широка, проте призначення їх принципово скрізь одне й те саме як джерело постійного магнітного поля без підведення електроенергії. Таким чином, магніт – це тіло, що володіє своїм власним.

Саме слово «магніт» походить від грецького словосполучення, яке перекладається як «камінь з Магнесії», за назвою азіатського міста, де були в давнину відкриті поклади магнетиту - магнітного залізняку. З фізичної погляду елементарним магнітом є електрон, а магнітні властивості магнітів взагалі обумовлюються магнітними моментами електронів, що входять до складу намагніченого матеріалу.

Характеристики розмагнічуючого ділянки матеріалу, з якого виготовлений постійний магніт, визначають властивості того чи іншого постійного магніту: чим вище коерцитивна сила Нс, і чим вище залишкова магнітна індукція Вr - тим сильніший і стабільніший магніт.

Коерцитивна сила (буквально в перекладі з латинського - «утримуюча сила») - це , необхідне для повного розмагнічування феро-або феримагнітного речовини. Таким чином, чим більшою коерцитивною силою володіє конкретний магніт, тим він стійкіший до факторів, що розмагнічують.

Одиниця виміру коерцитивної сили - Ампер/метр. А як відомо, - це векторна величина, що є силовою характеристикою магнітного поля. Характерне значення залишкової магнітної індукції постійних магнітів – порядку 1 Тесла.

Види та властивості постійних магнітів

Феритові

Феритові магніти хоч і відрізняються крихкістю, але мають гарну корозійну стійкість, що при невисокій ціні робить їх найбільш поширеними. Такі магніти виготовляють із сплаву оксиду заліза з феритом барію або стронцію. Даний склад дозволяє матеріалу зберігати свої магнітні властивості в широкому температурному діапазоні - від -30°C до +270°C.

Магнітні вироби у формі феритових кілець, брусків та підків широко використовуються як у промисловості, так і в побуті, техніці та електроніці. Їх використовують в акустичних системах, в генераторах, . В автомобілебудуванні феритові магніти встановлюють у стартери, склопідйомники, системи охолодження і вентилятори.

Феритові магніти відрізняються коерцитивною силою близько 200 кА/м та залишковою магнітною індукцією близько 0,4 Тесла. У середньому феритовий магніт може прослужити від 10 до 30 років.

Альнико (алюміній-нікель-кобальт)

Постійні магніти на основі сплаву з алюмінію, нікелю та кобальту відрізняються неперевершеною температурною стійкістю та стабільністю: вони здатні зберігати свої магнітні властивості при температурах до +550°C, хоча коерцитивна сила, характерна для них, відносно мала. Під дією щодо невеликого магнітного поля такі магніти втратять вихідні магнітні властивості.

Поміркуйте самі: типова коерцитивна сила близько 50 кА/м при залишковій намагніченості близько 0,7 Тесла. Однак незважаючи на цю особливість, магніти альник незамінні для деяких наукових досліджень.

Типовий вміст компонентів у сплавах альнико з високими магнітними властивостями змінюється в таких межах: алюміній – від 7 до 10%, нікель – від 12 до 15%, кобальт – від 18 до 40%, та від 3 до 4% міді.

Чим більше кобальту, тим вище індукція насичення та магнітна енергія сплаву. Добавки у вигляді від 2 до 8% титану та всього 1% ніобію сприяють отриманню більшої коерцитивної сили – до 145 кА/м. Добавка від 05 до 1% кремнію забезпечує ізотропію магнітних властивостей.

Самарієві

Якщо потрібна виняткова стійкість до корозії, окиснення і температури до +350 ° C, то магнітний сплав самарію з кобальтом - те, що треба.

За вартістю самарій-кобальтові магніти дорожчі за неодимові за рахунок більш дефіцитного і дорогого металу - кобальту. Тим не менш, саме їх доцільно застосовувати у разі потреби мати мінімальні розміри та вагу кінцевих виробів.

Найбільш доцільно це в космічних апаратах, авіаційній і комп'ютерній техніці, мініатюрних електродвигунах і магнітних муфтах, в приладах і пристроях, що носяться (годинниках, навушниках, мобільних телефонах і т.д.)

Завдяки особливій корозійній стійкості саме самарієві магніти застосовуються в стратегічних розробках і військових додатках. Електродвигуни, генератори, підйомні системи, мототехніка – сильний магніт із сплаву самарію-кобальту ідеально підходить для агресивних середовищ та складних умов експлуатації. Коерцитивна сила близько 700 кА/м при залишковій магнітній індукції 1 Тесла.

Неодимові

Неодимові магніти на сьогоднішній день дуже затребувані і видаються найперспективнішими. Сплав неодим-залізо-бір дозволяє створювати супермагніти для різних сфер, починаючи з засувок та іграшок, закінчуючи потужними підйомними машинами.

Висока коерцитивна сила близько 1000 кА/м і залишкова намагніченість близько 1,1 Тесла, дозволяють магніту зберігатися протягом багатьох років, за 10 років неодимовий магніт втрачає лише 1% своєї намагніченості, якщо температура його в умовах експлуатації не перевищує +80°C ( для деяких марок до +200 ° C). Таким чином, лише два недоліки є у неодимових магнітів - крихкість та низька робоча температура.

Магнітний порошок разом із сполучним компонентом утворює м'який, гнучкий та легкий магніт. Сполучні компоненти, такі як вініл, каучук, пластик або акрил дозволяють отримувати магніти різних форм та розмірів.

Магнітна сила, звичайно, поступається чистому магнітному матеріалу, але іноді такі рішення необхідні для досягнення певних незвичайних для магнітів цілей: у виробництві рекламної продукції, при виготовленні знімних наклейок на авто, а також у виготовленні різних канцелярських та сувенірних товарів.

Одноіменні полюси магнітів відштовхуються, а різноіменні полюси притягуються. Взаємодія магнітів пояснюється тим, що будь-який магніт має магнітне поле і ці магнітні поля взаємодіють між собою. У чому, наприклад, причина намагнічування заліза?

Згідно з гіпотезою французького вченого Ампера, всередині речовини існують елементарні електричні струми (струми Ампера), які утворюються внаслідок руху електронів навколо ядер атомів та навколо власної осі.

При русі електронів з'являються елементарні магнітні поля. І якщо шматок заліза внести у зовнішнє магнітне поле, всі елементарні магнітні поля у тому залозі орієнтуються однаково у зовнішньому магнітному полі, утворюючи власне магнітне поле шматка заліза. Так, якщо прикладене зовнішнє магнітне поле було досить сильним, після його відключення шматок заліза стане постійним магнітом.

Знання форми та намагніченості постійного магніту дозволяє для розрахунків замінити його еквівалентною системою електричних струмів намагнічування. Така заміна можлива як із розрахунку характеристик магнітного поля, і при розрахунках сил, які діють магніт із боку зовнішнього поля. Наприклад проведемо розрахунок сили взаємодії двох постійних магнітів.

Нехай магніти мають форму тонких циліндрів, їх радіуси позначимо r1 і r2, товщини h1, h2 осі магнітів збігаються, відстань між магнітами позначимо z, вважатимемо, що воно значно більше розмірів магнітів.

Виникнення сили взаємодії між магнітами пояснюється традиційним способом: один магніт створює магнітне поле, яке впливає другий магніт.

Для розрахунку сили взаємодії подумки замінимо магніти з однорідною намагніченістю J1 і J2 круговими струмами, що течуть по бічній поверхні циліндрів. Сили цих струмів виразимо через намагніченості магнітів, які радіуси вважатимемо рівними радіусам магнітів.

Розкладемо вектор індукції B магнітного поля, створюваного першим магнітом у місці розташування другого на дві складові: осьову, спрямовану вздовж осі магніту, і радіальну перпендикулярну їй.

Для обчислення сумарної сили, що діє на кільце, необхідно розбити його подумки на малі елементи IΔl і підсумувати , що діють на кожні такий елемент.

Використовуючи правило лівої руки, легко показати, що осьова складова магнітного поля призводить до появи сил Ампера, які прагнуть розтягнути (або стиснути) кільце – векторна сума цих сил дорівнює нулю.

Наявність радіальної складової поля призводить до виникнення сил Ампера, спрямованих вздовж осі магнітів, тобто до тяжіння або відштовхування. Залишиться обчислити сили Ампера – це й будуть сили взаємодії між двома магнітами.

При підключенні до двох паралельних провідників електричного струму вони притягуватимуться або відштовхуватимуться, залежно від напрямку (полярності) підключеного струму. Це пояснюється явищем виникнення матерії особливий навколо цих провідників. Ця матерія називається магнітне поле (МП). Магнітною силою називається сила, з якою провідники діють один на одного.

Теорія магнетизму виникла ще в давнину, в античній цивілізації Азії. У Магнезії у горах знайшли особливу породу, шматки якої могли притягатися між собою. За назвою місця цю породу назвали "магнетиками". Стрижневий магніт містить два полюси. На полюсах особливо виявляються його магнітні властивості.

Магніт, що висить на нитці, своїми полюсами показуватиме сторони горизонту. Його полюси будуть повернуті на північ та південь. На такому принципі діє пристрій компасу. Різноіменні полюси двох магнітів притягуються, а однойменні відштовхуються.

Вчені виявили, що намагнічена стрілка, що знаходиться біля провідника, відхиляється при проходженні електричним струмом. Це свідчить, що навколо нього утворюється МП.

Магнітне поле впливає на:

Електричні заряди, що переміщаються.
Речовини, які називаються феромагнетиками: залізо, чавун, їх сплави.

Постійні магніти – тіла, мають загальний магнітний момент заряджених частинок (електронів).

1 - Південний полюс магніту
2 - Північний полюс магніту
3 — МП на прикладі металевої тирси
4 - Напрямок магнітного поля

Силові лінії з'являються при наближенні постійного магніту до паперового листа, на який насипаний шар залізної тирси. На малюнку чітко видно місця полюсів із орієнтованими силовими лініями.

Джерела магнітного поля

• Електричне поле, що змінюється у часі.
• Рухливі заряди.
• Постійні магніти.

З дитинства нам знайомі постійні магніти. Вони використовувалися як іграшки, які притягували до себе різні металеві деталі. Їх прикріплювали до холодильника, вони були вбудовані у різні іграшки.

Електричні заряди, що перебувають у русі, найчастіше мають більше магнітної енергії, порівняно з постійними магнітами.

Властивості

• Головною відмітною ознакою та властивістю магнітного поля є відносність. Якщо нерухомо залишити заряджене тіло в деякій системі відліку, а поруч розташувати магнітну стрілку, то вона вкаже на північ, і при цьому не відчує стороннього поля, крім поля землі. А якщо заряджене тіло почати рухати біля стрілки, навколо тіла з'явиться МП. Через війну стає зрозуміло, що МП формується лише за пересуванні деякого заряду.
• Магнітне поле здатне впливати та впливати на електричний струм. Його можна знайти, якщо проконтролювати рух заряджених електронів. У магнітному полі частинки із зарядом відхиляться, провідники з струмом, що протікає, будуть переміщатися. Рамка з підключеним живленням струму повертатиметься, а намагнічені матеріали перемістяться на деяку відстань. Стрілка компаса найчастіше забарвлюється у синій колір. Вона є смужкою намагніченої сталі. Компас орієнтується завжди північ, оскільки Землі є МП. Вся планета – це великий магніт зі своїми полюсами.

Магнітне поле не сприймається людськими органами і може фіксуватися лише особливими приладами та датчиками. Воно буває змінного та постійного вигляду. Змінне поле зазвичай створюється спеціальними індукторами, які працюють від змінного струму. Постійне поле формується постійним електричним полем.

Правила

Розглянемо основні правила зображення магнітного поля різних провідників.

Правило буравчика

Силова лінія зображується в площині, яка розташована під кутом 90 0 до руху струму таким чином, щоб у кожній точці сила була спрямована по дотичній до лінії.

Щоб визначити напрямок магнітних сил, потрібно згадати правило буравчика з правим різьбленням.

Буравчик потрібно розташувати по одній осі з вектором струму, рукоятку обертати таким чином, щоб свердловин рухався у бік його напрямку. У цьому випадку орієнтація ліній визначиться обертанням рукоятки свердловина.

Правило буравчика для кільця

Поступальне переміщення свердла в провіднику, виконаному у вигляді кільця, показує, як орієнтована індукція, обертання збігається з течією струму.

Силові лінії мають своє продовження всередині магніту і не можуть бути розімкнуті.

Магнітне поле різних джерел сумуються між собою. У цьому вони створюють спільне поле.

Магніти з однаковими полюсами відштовхуються, з різними – притягуються. Значення сили взаємодії залежить від віддаленості між ними. При наближенні полюсів сила зростає.

Параметри магнітного поля

• Зчеплення потоків ( Ψ ).
• Вектор магнітної індукції ( У).
• Магнітний потік ( Ф).

Інтенсивність магнітного поля обчислюється розміром вектора магнітної індукції, яка залежить від сили F, та формується струмом I по провіднику, що має довжину l: В = F / (I * l).

Магнітна індукція вимірюється в Тесла (Тл), на честь вченого, який вивчав явища магнетизму і займався їх методами розрахунку. 1 Тл дорівнює індукції магнітного потоку силою 1 Нна довжині 1 мпрямого провідника, що знаходиться під кутом 90 0 до напрямку поля, при струмі, що протікає, в один ампер:

1 Тл = 1 х Н/(А х м).

Правило лівої руки

Правило знаходить напрямок вектора магнітної індукції.

Якщо долоню лівої руки розмістити в полі, щоб лінії магнітного поля входили в долоню з північного полюса під 90 0 , а 4 пальці розмістити за течією струму, великий палець покаже напрямок магнітної сили.

Якщо провідник знаходиться під іншим кутом, то сила прямо залежатиме від струму та проекції провідника на площину, що знаходиться під прямим кутом.

Сила не залежить від виду матеріалу провідника та його перерізу. Якщо провідника немає, а заряди рухаються в іншому середовищі, то сила не зміниться.

При напрямку вектора магнітного поля в один бік однієї величини поле називається рівномірним. Різні середовища впливають розмір вектора індукції.

Магнітний потік

Магнітна індукція, що проходить деякою площею S і обмежена цією площею, є магнітним потоком.

Якщо площа має нахил на деякий кут до лінії індукції, магнітний потік знижується на розмір косинуса цього кута. Найбільша величина утворюється при знаходженні площі під прямим кутом до магнітної індукції:

Ф = В * S.

Магнітний потік вимірюється у такій одиниці, як «вебер», який дорівнює перебігу індукції величиною 1 Тлза площею в 1 м 2.

Потокосчеплення

Таке поняття застосовується для створення загального значення магнітного потоку, який створений від деякої кількості провідників між магнітними полюсами.

У разі коли однаковий струм Iпротікає по обмотці з кількістю витків n, загальний магнітний потік, утворений усіма витками є потоком зчеплення.

Потокосчеплення Ψ вимірюється у веберах, і так само: Ψ = n * Ф.

Магнітні властивості

Магнітна проникність визначає, наскільки магнітне поле у ​​певному середовищі нижче або вище індукції поля у вакуумі. Речовину називають намагніченою, якщо вона утворює своє магнітне поле. При поміщенні речовини у магнітне полі в нього з'являється намагніченість.

Вчені визначили причину, через яку тіла отримують магнітні властивості. Згідно з гіпотезою вчених усередині речовин є електричні струми мікроскопічної величини. Електрон має свій магнітний момент, який має квантову природу, рухається деякою орбітою в атомах. Саме такими малими струмами визначаються магнітні властивості.

Якщо струми рухаються безладно, то магнітні поля, що їх викликають, самокомпенсуються. Зовнішнє поле робить струми впорядкованими, тому формується магнітне поле. Це є намагніченістю речовини.

Різні речовини можна розділити на властивості взаємодії з магнітними полями.

Їх поділяють на групи:

Парамагнетики– речовини, що мають властивості намагнічування у напрямку зовнішнього поля, що мають низьку можливість магнетизму. Вони мають позитивну напруженість поля. До таких речовин відносять хлорне залізо, марганець, платину тощо.
Феррімагнетики– речовини з неврівноваженими за напрямом та значенням магнітними моментами. Вони характерна наявність некомпенсованого антиферомагнетизму. Напруженість поля та температура впливає на їх магнітну сприйнятливість (різні оксиди).
Феромагнетики– речовини з підвищеною позитивною сприйнятливістю, що залежить від напруженості та температури (кристали кобальту, нікелю тощо).
Діамагнетики– мають властивість намагнічування в протилежному напрямку зовнішнього поля, тобто, негативне значення магнітної сприйнятливості, яка не залежить від напруженості. За відсутності поля цієї речовини не буде магнітних властивостей. До таких речовин відносяться: срібло, вісмут, азот, цинк, водень та інші речовини.
Антиферомагнетики – мають урівноважений магнітний момент, внаслідок чого утворюється низький ступінь намагнічування речовини. Вони при нагріванні здійснюється фазовий перехід речовини, у якому виникають парамагнитные властивості. При зниженні температури нижче певної межі, такі властивості не з'являтимуться (хром, марганець).

Розглянуті магнетики також класифікуються ще за двома категоріями:

Магнітом'які матеріали . Вони мають низьку коерцитивну силу. При малопотужних магнітних полях вони можуть увійти до насичення. У процесі перемагнічування вони спостерігаються незначні втрати. Внаслідок цього такі матеріали використовуються для виробництва сердечників електричних пристроїв, що функціонують на змінній напрузі ( , генератор, ).
Магнітотвердіматеріали. Вони мають підвищену величину коерцитивної сили. Щоб їх перемагнітити, знадобиться сильне магнітне поле. Такі матеріали використовуються у виробництві постійних магнітів.

Магнітні властивості різних речовин знаходять своє використання у технічних проектах та винаходах.

Магнітні ланцюги

Об'єднання кількох магнітних речовин називається магнітним ланцюгом. Вони є подібністю та визначаються аналогічними законами математики.

За підсумками магнітних ланцюгів діють електричні прилади, індуктивності, . У функціонуючого електромагніту потік протікає магнітопроводом, виготовленим з феромагнітного матеріалу і повітрям, який не є феромагнетиком. Об'єднання цих компонентів є магнітним ланцюгом. Багато електричних пристроїв у своїй конструкції містять магнітні ланцюги.

Для розуміння того, що є характеристикою магнітного поля, слід дати визначення багатьом явищам. При цьому наперед треба згадати, як і чому воно з'являється. Дізнатись, що є силовою характеристикою магнітного поля. При цьому важливо те, що подібне поле може зустрічатися не тільки у магнітів. У зв'язку з цим не завадить згадати характеристику магнітного поля землі.

Виникнення поля

Спочатку слід описати виникнення поля. Після цього можна описати магнітне поле та його характеристики. Воно з'являється під час переміщення заряджених частинок. Може проводити особливо на струмопровідні провідники. Взаємодія між магнітним полем і зарядами, що рухаються, або провідниками, якими тече струм, відбувається завдяки силам, іменованим електромагнітними.

Інтенсивність або силова характеристика магнітного поля у певній просторовій точці визначаються за допомогою магнітної індукції. Остання позначається символом.

Графічне уявлення поля

Магнітне поле та його характеристики можуть бути представлені у графічній формі за допомогою ліній індукції. Даним визначенням називають лінії, дотичні до яких у будь-якій точці збігатимуться з напрямом вектора магнітної індукції.

Названі лінії входять у характеристику магнітного поля та застосовуються для визначення його напрямку та інтенсивності. Чим вище інтенсивність магнітного поля, тим більше цих ліній буде проведено.

Що таке магнітні лінії

Магнітні лінії у прямолінійних провідників зі струмом мають форму концентричного кола, центр якого розташовується на осі даного провідника. Напрямок магнітних ліній біля провідників зі струмом визначається за правилом буравчика, яке звучить так: якщо буравчик буде розташований так, що він буде загвинчуватися в провідник у напрямку струму, тоді напрям звернення рукоятки відповідає напрямку магнітних ліній.

У котушки зі струмом напрямок магнітного поля визначатиметься також за правилом буравчика. Також потрібно обертати рукоятку за напрямком струму у витках соленоїда. Напрямок ліній магнітної індукції буде відповідати напрямку поступального руху свердла.

Є основною характеристикою магнітного поля.

Створюване одним струмом, за рівних умов, поле буде відрізнятися за своєю інтенсивністю в різних середовищах через магнітні властивості, що розрізняються в цих речовинах. Магнітні властивості середовища характеризуються абсолютною магнітною проникністю. Вимірюється у генрі на метр (г/м).

У характеристику магнітного поля входить абсолютна магнітна проникність вакууму, яка називається магнітною постійною. Значення, що визначає, у скільки разів абсолютна магнітна проникність середовища відрізнятиметься від постійної, називається відносною магнітною проникністю.

Магнітна проникність речовин

Це безрозмірна величина. Речовини, що мають значення проникності менше одиниці, називаються діамагнітними. У цих речовинах поле буде слабшим, ніж у вакуумі. Дані властивості присутні у водню, води, кварцу, срібла та ін.

Середовища з магнітною проникністю, що перевищує одиницю, називаються парамагнітними. У цих речовинах поле буде сильнішим, ніж у вакуумі. До цих середовищ і речовин відносять повітря, алюміній, кисень, платину.

У випадку з парамагнітними та діамагнітними речовинами значення магнітної проникності не буде залежати від напруги зовнішнього поля, що намагнічує. Це означає, що величина є постійною для певної речовини.

До особливої ​​групи належать феромагнетики. У цих речовин магнітна проникність досягатиме кількох тисяч і більше. У названих речовин, що мають властивість намагнічуватися та посилювати магнітне поле, існує широке використання в електротехніці.

Напруженість поля

Для визначення показників магнітного поля разом з вектором магнітної індукції може застосовуватися значення, що називається напруженістю магнітного поля. Цей термін є визначальною інтенсивність зовнішнього магнітного поля. Напрямок магнітного поля в середовищі з однаковими властивостями по всіх напрямках вектор напруженості збігатиметься з вектором магнітної індукції в точці поля.

Сильні у феромагнітів пояснюються присутністю в них довільно намагнічених малих частин, які можуть бути представлені у вигляді малих магнітів.

З відсутнім магнітним полем феромагнітна речовина може не мати виражених магнітних властивостей, оскільки поля доменів набувають різної орієнтації, та їх загальне магнітне поле дорівнює нулю.

За основною характеристикою магнітного поля, якщо феромагніт буде поміщений у зовнішнє магнітне поле, наприклад, в котушку зі струмом, то під впливом зовнішнього поля домени розгорнуться у напрямку зовнішнього поля. Притому магнітне поле у ​​котушки посилиться, і магнітна індукція збільшиться. Якщо ж зовнішнє поле досить слабке, то перевернеться лише частина всіх доменів, магнітні поля яких у напрямку наближаються до напрямку зовнішнього поля. Протягом збільшення сили зовнішнього поля число повернутих доменів зростатиме, і за певного значення напруги зовнішнього поля майже всі частини будуть розгорнуті так, що магнітні поля розташуються у напрямку зовнішнього поля. Цей стан називається магнітним насиченням.

Зв'язок магнітної індукції та напруженості

Взаємопов'язаність магнітної індукції феромагнітної речовини та напруженості зовнішнього поля може зображуватись за допомогою графіка, званого кривою намагнічування. У місці вигину графіка крива швидкість зростання магнітної індукції зменшується. Після вигину, де напруженість досягає певного показника, відбувається насичення, і крива трохи піднімається, поступово набуваючи форми прямої. На цій ділянці індукція все ще зростає, проте досить повільно і лише за рахунок зростання напруженості зовнішнього поля.

Графічна залежність даних показника перестав бути прямий, отже, їх ставлення який завжди, і магнітна проникність матеріалу не незмінний показник, а залежить від зовнішнього поля.

Зміни магнітних властивостей матеріалів

При збільшенні сили струму до повного насичення в котушці з феромагнітним сердечником і подальшим її зменшенням крива намагнічування не співпадатиме з кривою розмагнічування. З нульовою напруженістю магнітна індукція не матиме таке ж значення, а набуде деякого показника, що називається залишковою магнітною індукцією. Ситуація з відставанням магнітної індукції від сили, що намагнічує, іменується гістерезисом.

Для повного розмагнічування феромагнітного осердя в котушці потрібно дати струм зворотної спрямованості, який створить необхідну напруженість. Для різних феромагнітних речовин потрібний відрізок різної довжини. Чим він більший, тим більший обсяг енергії необхідний для розмагнічування. Значення, у якому відбувається повне розмагнічування матеріалу, називається коэрцитивной силою.

При подальшому збільшенні струму в котушці індукція знову збільшиться до показника насичення, але з іншим напрямом магнітних ліній. При розмагнічуванні у зворотному напрямку буде отримано залишкову індукцію. Явище залишкового магнетизму застосовується під час створення постійних магнітів із речовин із великим показником залишкового магнетизму. З речовин, що мають здатність до перемагнічування, створюються осердя для електричних машин та приладів.

Правило лівої руки

Сила, що впливає на провідник зі струмом, має напрямок, що визначається за правилом лівої руки: при розташуванні долоні дівої руки таким чином, що магнітні лінії входять до неї, і чотири пальці витягнуті у напрямку струму в провіднику, відігнутий великий палець вкаже напрям сили. Ця сила перпендикулярна вектору індукції та струму.

Провідник з струмом, що переміщається в магнітному полі, вважається прообразом електродвигуна, який змінює електричну енергію в механічну.

Правило правої руки

Під час руху провідника в магнітному полі всередині нього індукується електрорушійна сила, яка має значення, пропорційне магнітній індукції, задіяній довжині провідника та швидкості його переміщення. Ця залежність називається електромагнітною індукцією. При визначенні напрямку індукованої ЕРС у провіднику використовують правило правої руки: при розташуванні правої руки так само, як у прикладі з лівої, магнітні лінії входять у долоню, а великий палець вказує напрямок переміщення провідника, витягнуті пальці вкажуть напрямок індукованої ЕРС. Провідник, що переміщається в магнітному потоці під впливом зовнішньої механічної сили, є найпростішим прикладом електричного генератора, в якому перетворюється механічна енергія в електричну.

Може бути сформульований по-іншому: у замкнутому контурі відбувається індукування ЕРС, при будь-якій зміні магнітного потоку, що охоплюється даним контуром, ЕДЕ в контурі чисельно дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, що охоплює цей контур.

Дана форма надає усереднений показник ЕРС та вказує на залежність ЕРС не від магнітного потоку, а від швидкості його зміни.

Закон Ленця

Також слід згадати закон Ленца: струм, що індукується при зміні магнітного поля, що проходить через контур, своїм магнітним полем перешкоджає цій зміні. Якщо витки у котушки пронизуються різними за величиною магнітними потоками, то індукована по цілій котушці ЕРС дорівнює сумі ЕДЕ у різних витках. Сума магнітних потоків різних витків котушки називається потокозчепленням. Одиниця виміру цієї величини, як і магнітного потоку, - вебер.

При зміні електричного струму в контурі відбувається зміна та створеного ним магнітного потоку. При цьому, згідно із законом електромагнітної індукції, усередині провідника відбувається індукування ЕРС. Вона у зв'язку зі зміною струму в провіднику, тому це явище називають самоіндукцією, і індукована в провіднику ЕРС називається ЕРС самоіндукції.

Потокосцепление і магнітний потік залежить від однієї лише сили струму, а й від величини і форми даного провідника, і магнітної проникності навколишнього речовини.

Індуктивність провідника

Коефіцієнт пропорційності називається індуктивністю провідника. Він означає здатність провідника створювати потокозчеплення при проходженні крізь нього електрики. Це є одним із основних параметрів електричних кіл. Для певних ланцюгів індуктивність є незмінним показником. Вона залежатиме від величини контуру, його конфігурації та магнітної проникності середовища. При цьому сила струму в контурі та магнітний потік не матимуть значення.

Вищеописані визначення та явища дають пояснення тому, що є магнітним полем. Також наводяться основні характеристики магнітного поля, з яких можна дати визначення даного явища.

Магнітне поле– це матеріальне середовище, через яке здійснюється взаємодія між провідниками зі струмом або зарядами, що рухаються.

Властивості магнітного поля:

Характеристики магнітного поля:

Для дослідження магнітного поля використовують пробний контур із струмом. Він має малі розміри, і струм в ньому набагато менше струму в провіднику, що створює магнітне поле. На протилежні сторони контуру зі струмом з боку магнітного поля діють сили, рівні за величиною, але направлені в протилежні сторони, оскільки напрямок сили залежить від напрямку струму. Точки застосування цих сил не лежать на одній прямій. Такі сили називають парою сил. Внаслідок дії пари сил контур не може рухатися поступально, він повертається навколо своєї осі. Обертальна дія характеризується моментом сил.

, де l–плече пари сил(відстань між точками докладання сил).

У разі збільшення струму в пробному контурі або площі контуру пропорційно збільшиться момент пари сил. Відношення максимального моменту сил, що діє на контур зі струмом, до величини сили струму в контурі та площі контуру є величина постійна для цієї точки поля. Називається вона магнітною індукцією.

, де
-магнітний моментконтур зі струмом.

Одиниця вимірумагнітної індукції - Тесла [Тл].

Магнітний момент контуру- Векторна величина, напрям якої залежить від напрямку струму в контурі і визначається по правилу правого гвинта: праву руку стиснути в кулак, чотири пальці направити у напрямку струму в контурі, тоді великий палець вкаже напрямок вектора магнітного моменту. Вектор магнітного моменту завжди перпендикулярний площині контуру.

За напрямок вектора магнітної індукціїприймають напрямок вектора магнітного моменту контуру, орієнтованого магнітному полі.

Лінія магнітної індукції- Лінія, дотична до якої в кожній точці збігається з напрямом вектора магнітної індукції. Лінії магнітної індукції завжди замкнуті, ніколи не перетинаються. Лінії магнітної індукції прямого провідниказі струмом мають вигляд кіл, розташованих у площині, перпендикулярній провіднику. Напрямок ліній магнітної індукції визначають за правилом правого гвинта. Лінії магнітної індукції кругового струму(витка зі струмом) також мають вигляд кіл. Кожен елемент витка завдовжки
можна як прямолінійний провідник, який створює своє магнітне поле. Для магнітних полів виконується принцип суперпозиції (незалежного додавання). Сумарний вектор магнітної індукції кругового струму окреслюється результат складання цих полів у центрі витка за правилом правого гвинта.

Якщо величина та напрям вектора магнітної індукції однакові в кожній точці простору, то магнітне поле називають однорідним. Якщо величина та напрямок вектора магнітної індукції в кожній точці не змінюються з часом, то таке поле називають постійним.

Величина магнітної індукціїу будь-якій точці поля прямо пропорційна силі струму в провіднику, що створює поле, обернено пропорційна відстані від провідника до цієї точки поля, залежить від властивостей середовища проживання і форми провідника, що створює поле.

, де
НА 2 ; Гн/м - магнітна постійна вакууму,

-відносна магнітна проникність середовища,

-абсолютна магнітна проникність середовища.

Залежно від величини магнітної проникності всі речовини поділяють на три класи:

При збільшенні абсолютної проникності середовища збільшується і магнітна індукція у цій точці поля. Відношення магнітної індукції до абсолютної магнітної проникності середовища – величина постійна для даної точки полі напруженістю.

.

Вектори напруженості та магнітної індукції збігаються у напрямку. Напруженість магнітного поля залежить від властивостей середовища.

Сила Ампера- Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом.

Де l- Довжина провідника, - Кут між вектором магнітної індукції та напрямом струму.

Напрямок сили Ампера визначають за правилу лівої руки: ліву руку мають так, щоб складова вектора магнітної індукції, перпендикулярна провіднику, входила в долоню, чотири витягнутих пальця направити по струму, тоді відігнутий на 90 0 великий палець вкаже напрям сили Ампера.

Результат дії сили Ампера – рух провідника у цьому напрямі.

Е слі = 90 0 то F = max, якщо = 0 0 F = 0.

Сила Лоренца– сила дії магнітного поля на заряд, що рухається.

, де q - заряд, v - швидкість його руху, - Кут між векторами напруженості та швидкості.

Сила Лоренца завжди перпендикулярна векторам магнітної індукції та швидкості. Напрямок визначають за правилу лівої руки(пальці - за рухом позитивного заряду). Якщо напрям швидкості частки перпендикулярно лініям магнітної індукції однорідного магнітного поля, то частка рухається по колу без зміни кінетичної енергії.

Оскільки напрям сили Лоренца залежить від знака заряду, її використовують для поділу зарядів.

Магнітний потік– величина, що дорівнює числу ліній магнітної індукції, які проходять через будь-який майданчик, розташований перпендикулярно до ліній магнітної індукції.

, де - кут між магнітною індукцією та нормаллю (перпендикуляром) до площі S.

Одиниця виміру- Вебер [Вб].

Способи вимірювання магнітного потоку:

Зміна орієнтації майданчика в магнітному полі (зміна кута)

Зміна площі контуру, поміщеного в магнітне поле

Зміна сили струму, що створює магнітне поле

Зміна відстані контуру від джерела магнітного поля

Зміна магнітних властивостей середовища.

Ф арадей реєстрував електричний струм у контурі, що не містить джерела, але знаходився поряд з іншим контуром, що містить джерело. Причому струм у першому контурі виникав у таких випадках: при будь-якій зміні струму в контурі А, при відносному переміщенні контурів, при внесенні до контуру А залізного стрижня, при русі щодо контуру Б постійного магніту. Спрямований рух вільних зарядів (струм) виникає лише в електричному полі. Отже, магнітне поле, що змінюється, породжує електричне поле, яке і приводить в рух вільні заряди провідника. Це електричне поле називають індукованимабо вихровим.

Відмінності вихрового електричного поля від електростатичного:

Джерело вихрового поля - магнітне поле, що змінюється.

Лінії напруженості вихрового поля замкнуті.

Робота, що здійснюється цим полем з переміщення заряду по замкнутому контуру не дорівнює нулю.

Енергетичною характеристикою вихрового поля є не потенціал, а ЕРС індукції– величина, що дорівнює роботі сторонніх сил (сил не електростатичного походження) щодо переміщення одиниці заряду по замкнутому контуру.

.Вимірюється у Вольтах[В].

Вихрове електричне поле виникає при будь-якій зміні магнітного поля, незалежно від того, чи є замкнутий контур, що проводить, чи його немає. Контур дозволяє виявити вихрове електричне поле.

Електромагнітна індукція- це виникнення ЕРС індукції в замкнутому контурі за будь-якої зміни магнітного потоку через його поверхню.

ЕРС індукції у замкнутому контурі породжує індукційний струм.

.

Напрямок індукційного струмувизначають за правилу Ленца: індукційний струм має такий напрям, що створене ним магнітне поле протидіє будь-якій зміні магнітного потоку, що породив цей струм.

Закон Фарадея для електромагнітної індукції: ЕРС індукції в замкнутому контурі прямо пропорційна швидкості зміни магнітного потоку через поверхню обмежену контуром.

Т оки Фуко- Вихрові індукційні струми, що виникають у провідниках великих розмірів, поміщених в магнітне поле, що змінюється. Опір такого провідника мало, оскільки він має велике перетин S, тому струми Фуко може бути великими за величиною, у результаті провідник нагрівається.

Самоіндукція- Це виникнення ЕРС індукції в провіднику при зміні сили струму в ньому.

Провідник із струмом створює магнітне поле. Магнітна індукція залежить від сили струму, отже, власний магнітний потік теж залежить від сили струму.

, де L-коефіцієнт пропорційності, індуктивність.

Одиниця виміруіндуктивності - Генрі [Гн].

Індуктивністьпровідника залежить від його розмірів, форми та магнітної проникності середовища.

Індуктивністьзбільшується при збільшенні довжини провідника, індуктивність витка більша за індуктивність прямого провідника такої ж довжини, індуктивність котушки (провідника з великим числом витків) більше індуктивності одного витка, індуктивність котушки збільшується, якщо в неї вставити залізний стрижень.

Закон Фарадея для самоіндукції:
.

ЕРС самоіндукціїпрямо пропорційна швидкості зміни струму.

ЕРС самоіндукціїпороджує струм самоіндукції, який завжди перешкоджає будь-якій зміні струму в ланцюзі, тобто, якщо струм збільшується, струм самоіндукції спрямований у протилежний бік, при зменшенні струму в ланцюзі, струм самоіндукції спрямований у ту саму сторону. Чим більша індуктивність котушки, тим більше ЕРС самоіндукції виникає в ній.

Енергія магнітного полядорівнює роботі, яку здійснює струм для подолання ЕРС самоіндукції за час, поки струм зростає від нуля до максимального значення.

.

Електромагнітні коливання– це періодичні зміни заряду, сили струму та всіх характеристик електричного та магнітного полів.

Електрична коливальна система(Коливальний контур) складається з конденсатора і котушки індуктивності.

Умови виникнення коливань:

Систему треба вивести із стану рівноваги, для цього повідомляють заряд конденсатору. Енергія електричного поля зарядженого конденсатора:

.

Система має повертатися у стан рівноваги. Під дією електричного поля заряд переходить з однієї пластини конденсатора на іншу, тобто в ланцюзі виникає електричний струм, що йде по котушці. При збільшенні струму в котушці індуктивності виникає ЕРС самоіндукції, струм самоіндукції спрямований у протилежний бік. Коли струм у котушці зменшується, струм самоіндукції спрямований у той самий бік. Отже, струм самоіндукції прагнути повернути систему до стану рівноваги.

Електричний опір ланцюга має бути малим.

Ідеальний коливальний контурнемає опору. Коливання в ньому називають вільними.

Для будь-якого електричного ланцюга виконується закон Ома, згідно з яким ЕРС, що діє в контурі, дорівнює сумі напруги на всіх ділянках ланцюга. У коливальному контурі джерела струму немає, але в котушці індуктивності виникає ЕРС самоіндукції, яка дорівнює напрузі на конденсаторі.

Висновок: заряд конденсатора змінюється за гармонічним законом.

Напруга на конденсаторі:
.

Сила струму в контурі:
.

Величина
- Амплітуда сили струму.

Відмінність від заряду на
.

Період вільних коливань у контурі:

Енергія електричного поля конденсатора:

Енергія магнітного поля котушки:

Енергії електричного та магнітного полів змінюються за гармонічним законом, але фази їх коливань різні: коли енергія електричного поля максимальна, енергія магнітного поля дорівнює нулю.

Повна енергія коливальної системи:
.

У ідеальному контуріповна енергія не змінюється.

У процесі коливань енергія електричного поля повністю перетворюється на енергію магнітного поля і навпаки. Значить енергія у будь-який час дорівнює або максимальної енергії електричного поля, або максимальної енергії магнітного поля.

Реальний коливальний контурмістить опір. Коливання в ньому називають загасаючими.

Закон Ома набуде вигляду:

За умови, що загасання мало (квадрат власної частоти коливань набагато більше квадрата коефіцієнта загасання) логарифмічний декремент загасання:

При сильному згасанні (квадрат власної частоти коливань менше квадрата коефіцієнта коливань):

Це рівняння визначає процес розрядки конденсатора на резистор. За відсутності індуктивності коливань не виникне. За таким законом змінюється напруга на обкладках конденсатора.

Повна енергіяв реальному контурі зменшується, тому що на опір при проходженні струму виділяється теплота.

Перехідний процес– процес, що виникає в електричних ланцюгах під час переходу від одного режиму роботи до іншого. Оцінюється часом ( ), протягом якого параметр, що характеризує перехідний процес зміниться в раз.

Для контура з конденсатором та резистором:
.

Теорія Максвелла про електромагнітне поле:

1 положення:

Будь-яке змінне електричне поле породжує вихрове магнітне. Змінне електричне поле було названо Максвеллом струмом зміщення, так як воно подібно до звичайного струму викликає магнітне поле.

Для виявлення струму зміщення розглядають проходження струму системою, в яку включений конденсатор з діелектриком.

Щільність струму усунення:
. Щільність струму спрямована у бік зміни напруженості.

Перше рівняння Максвелла:
- Вихрове магнітне поле породжується як струмами провідності (які рухаються електричними зарядами) так і струмами зміщення (змінним електричним полем Е).

2 положення:

Будь-яке змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле – основний закон електромагнітної індукції.

Друге рівняння Максвелла:
- пов'язує швидкість зміни магнітного потоку крізь будь-яку поверхню та циркуляцію вектора напруженості електричного поля, що виникає при цьому.

Будь-який провідник зі струмом створює у просторі магнітне поле. Якщо постійний струм (не змінюється з часом), то і пов'язане з ним магнітне поле теж постійне. Струм, що змінюється створює змінне магнітне поле. Усередині провідника із струмом існує електричне поле. Отже, електричне поле, що змінюється, створює магнітне поле, що змінюється.

Магнітне поле вихрове, тому що лінії магнітної індукції завжди замкнуті. Величина напруженості магнітного поля Н пропорційна швидкості зміни напруженості електричного поля . Напрямок вектору напруженості магнітного поля пов'язано із зміною напруженості електричного поля правилом правого гвинта: праву руку стиснути в кулак, великий палець направити у бік зміни напруженості електричного поля, тоді зігнуті 4 пальці вкажуть напрямок ліній напруженості магнітного поля.

Будь-яке магнітне поле, що змінюється, створює вихрове електричне поле., лінії напруженості якого замкнуті і розташовані в площині перпендикулярної напруженості магнітного поля.

Величина напруженості Е вихрового електричного поля залежить від швидкості зміни магнітного поля . Напрямок вектора пов'язаний із напрямом зміни магнітного підлогу Н правилом лівого гвинта: ліву руку стиснути в кулак, великий палець направити у бік зміни магнітного поля, зігнуті чотири пальці вкажуть напрямок ліній напруженості вихрового електричного поля.

Сукупність пов'язаних один з одним вихрових електричного та магнітного полів представляють електромагнітне поле. Електромагнітне поле залишається у місці зародження, а поширюється у просторі як поперечної електромагнітної хвилі.

Електромагнітна хвиля– це поширення у просторі пов'язаних друг з одним вихрових електричного і магнітного полів.

Умови виникнення електромагнітної хвилі- Рух заряду з прискоренням.

Рівняння електромагнітної хвилі:

- циклічна частота електромагнітних коливань

t- час від початку коливань

l-відстань від джерела хвилі до цієї точки простору

- швидкість поширення хвилі

Час руху хвилі від джерела до цієї точки.

Вектори Е і Н електромагнітної хвилі перпендикулярні один одному і швидкості поширення хвилі.

Джерело електромагнітних хвиль– провідники, якими протікають швидкозмінні струми (макроизлучатели), і навіть збуджені атоми і молекули (микроизлучатели). Чим більша частота коливань, тим краще випромінюються у просторі електромагнітні хвилі.

Властивості електромагнітних хвиль:

Усі електромагнітні хвилі – поперечні

В однорідному середовищі електромагнітні хвилі поширюються із постійною швидкістю, яка залежить від властивостей середовища:

- відносна діелектрична проникність середовища

- діелектрична постійна вакууму,
Ф/м, Кл 2/нм 2

- відносна магнітна проникність середовища

- магнітна постійна вакууму,
НА 2 ; Гн/м

Електромагнітні хвилі відбиваються від перешкод, поглинаються, розсіюються, заломлюються, поляризуються, дифрагують, інтерферують.

Об'ємна щільність енергіїелектромагнітного поля складається з об'ємних щільностей енергії електричного та магнітного полів:

Щільність потоку енергії хвиль – інтенсивність хвилі:

-вектор Умова-Пойнтінга.

Всі електромагнітні хвилі розташовані в ряд за частотами або довжинами хвиль (
). Цей ряд – шкала електромагнітних хвиль.

Низькочастотні коливання. 0 - 10 4 Гц. Отримують у генераторах. Вони погано випромінюються

Радіохвилі. 10 4 - 10 13 Гц. Випромінюються твердими провідниками, якими проходять швидкозмінні струми.

Інфрачервоне випромінювання– хвилі, що випромінюються всіма тілами при температурі понад 0 К, завдяки внутрішньоатомним та всередині молекулярним процесам.

Видиме світло- хвилі, що впливають на око, викликаючи зорове відчуття. 380-760 нм

Ультрафіолетове випромінювання. 10 – 380 нм. Видимий світло і УФ виникають при зміні руху електронів зовнішніх оболонок атома.

Рентгенівське випромінювання. 80 - 10-5 нм. Виникає за зміни руху електронів внутрішніх оболонок атома.

Гамма-випромінювання. Виникає під час розпаду ядер атомів.

Магнітне поле та його характеристики. При проходженні електричного струму провідником навколо нього утворюється магнітне поле. Магнітне поле є одним із видів матерії. Воно володіє енергією, яка проявляє себе у вигляді електромагнітних сил, що діють на окремі електричні заряди, що рухаються (електрони та іони) і на їх потоки, тобто електричний струм. Під впливом електромагнітних сил заряджені частинки, що рухаються, відхиляються від свого первісного шляху в напрямку, перпендикулярному полю (рис. 34). Магнітне поле утворюєтьсятільки навколо електричних зарядів, що рухаються, і його дія поширюється теж лише на заряди, що рухаються. Магнітне та електричні полянерозривні і утворюють спільно єдине електромагнітне поле. Будь-яка зміна електричного поляпризводить до появи магнітного поля і навпаки, будь-яка зміна магнітного поля супроводжується виникненням електричного поля. Електромагнітне полепоширюється із швидкістю світла, тобто 300 000 км/с.

Графічний зображення магнітного поля.Графічно магнітне поле зображують магнітними силовими лініями, які проводять так, щоб напрямок силової лінії в кожній точці поля збігався з напрямком сил поля; магнітні силові лінії завжди є безперервними та замкнутими. Напрямок магнітного поля в кожній точці можна визначити за допомогою магнітної стрілки. Північний полюс стрілки завжди встановлюється у бік дії сил поля. Кінець постійного магніту, з якого виходять силові лінії (рис. 35 а), прийнято вважати північним полюсом, а протилежний кінець, в який входять силові лінії, - південним полюсом (силові лінії, що проходять всередині магніту, не показані). Розподіл силових ліній між полюсами плоского магніту можна виявити за допомогою сталевої тирси, насипаної на аркуш паперу, покладений на полюси (рис. 35, б). Для магнітного поля в повітряному зазорі між двома паралельно розташованими різноіменними полюсами постійного магніту характерний рівномірний розподіл силових магнітних ліній (рис. 36) (силові лінії, що проходять усередині магніту, не показані).

Рис. 37. Магнітний потік, що пронизує котушку при перпендикулярному (а) і похилому (б) її положеннях щодо напрямку магнітних силових ліній.

Для більш наочного зображення магнітного поля силові лінії мають рідше або густіше. У тих місцях, де магнітне роль сильніше, силові лінії розташовують ближче один до одного, там же, де воно слабше, - далі один від одного. Силові лінії ніде не перетинаються.

У багатьох випадках зручно розглядати магнітні силові лінії як деякі пружні розтягнуті нитки, які прагнуть скоротитися, а також взаємно відштовхуються одна від одної (мають взаємний бічний розпір). Таке механічне уявлення про силові лінії дозволяє наочно пояснити виникнення електромагнітних сил при взаємодії магнітного поля та Провідника зі струмом, а також двох магнітних полів.

Основними характеристиками магнітного поля є магнітна індукція, магнітний потік, магнітна проникність та напруженість магнітного поля.

Магнітна індукція та магнітний потік.Інтенсивність магнітного поля, т. е. здатність його виконувати роботу, визначається величиною, званої магнітної індукцією. Чим сильніше магнітне поле, створене постійним магнітом або електромагнітом, тим більшу індукцію воно має. Магнітну індукцію можна характеризувати щільністю силових магнітних ліній, тобто числом силових ліній, що проходять через площу 1 м 2 або 1 см 2 , розташовану перпендикулярно магнітному полю. Розрізняють однорідні та неоднорідні магнітні поля. У однорідному магнітному полі магнітна індукція у кожній точці поля має однакове значення та напрямок. Однорідним може вважатися поле в повітряному зазорі між різними полюсами магніту або електромагніту (див.рис.36) при деякому віддаленні від його країв. Магнітний потік Ф, який проходить через будь-яку поверхню, визначається загальним числом магнітних силових ліній, що пронизують цю поверхню, наприклад котушку 1 (рис. 37, а), отже, в однорідному магнітному полі

Ф = BS (40)

де S - площа поперечного перерізу поверхні, якою проходять магнітні силові лінії. Звідси випливає, що в такому полі магнітна індукція дорівнює потоку, поділеному на площу поперечного перерізу S:

B = Ф/S (41)

Якщо яка-небудь поверхня розташована похило по відношенню до напрямку магнітних силових ліній (рис. 37, б), то потік, що пронизує її, буде менше, ніж при перпендикулярному її положенні, тобто Ф 2 буде менше Ф 1 .

У системі одиниць СІ магнітний потік вимірюється у веберах (Вб), ця одиниця має розмірність В*с (вольт-секунда). Магнітна індукція у системі одиниць СІ вимірюється в теслах (Тл); 1 Тл = 1 Вб/м2.

Магнітна проникність.Магнітна індукція залежить не тільки від сили струму, що проходить прямолінійним провідником або котушкою, але і від властивостей середовища, в якому створюється магнітне поле. Величиною, що характеризує магнітні властивості середовища, є абсолютна магнітна проникність? а. Одиницею її виміру є генрі на метр (1 Гн/м = 1 Ом*с/м).
У середовищі з більшою магнітною проникністю електричний струм певної сили створює магнітне поле з більшою індукцією. Встановлено, що магнітна проникність повітря та всіх речовин, за винятком феромагнітних матеріалів (див. § 18), має приблизно те саме значення, що й магнітна проникність вакууму. Абсолютну магнітну проникність вакууму називають магнітною постійною, ? про = 4? * 10 -7 Гн/м. Магнітна проникність феромагнітних матеріалів у тисячі і навіть десятки тисяч разів більша за магнітну проникність неферомагнітних речовин. Відношення магнітної проникності? а якоїсь речовини до магнітної проникності вакууму? про називають відносною магнітною проникністю:

? =? а/? про (42)

Напруженість магнітного поля. І не залежить від магнітних властивостей середовища, але враховує вплив сили струму і форми провідників на інтенсивність магнітного поля в даній точці простору. Магнітна індукція та напруженість пов'язані ставленням

H = B/? а = B/(?? о) (43)

Отже, у середовищі з постійною магнітною проникністю індукція магнітного поля пропорційна його напруженості.
Напруга магнітного поля вимірюється в амперах на метр (А/м) або амперах на сантиметр (А/см).