Содержание

Главная >> Электродинамика. Физика 10-11 кл. Мякишев

Глава 5. Электромагнитная индукция

§ 6.1. Магнитная проницаемость — характеристика магнитных свойств вещества

До сих пор мы имели дело только с магнитными полями в вакууме. Эти поля создавались электрическими токами в проводниках.
Хорошо известно, что магнитное поле создается не только электрическими токами, но и постоянными магнитами. Постоянные магниты могут быть изготовлены лишь из немногих веществ, но все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами создают магнитные поля. Согласно гипотезе Ампера (см. § 4.1) эти поля порождаются микроскопическими токами, циркулирующими внутри атомов и молекул вещества.

Подобно тому как электрические свойства вещества характеризуются диэлектрической проницаемостью, магнитные свойства вещества характеризуются магнитной проницаемостью.

Магнитная проницаемость

Благодаря тому что все вещества, находящиеся в магнитном поле, создают собственное магнитное поле, вектор магнитной индукции в однородной среде отличается от вектора ₀ в той же точке пространства в отсутствие среды, т. е. в вакууме.

Отношение называется магнитной проницаемостью среды.

Итак, в однородной среде магнитная индукция равна:

= μ₀.                     (6.1.1)

Эта формула справедлива только для однородной среды, заполняющей все пространство, или для случаев особой симметрии тела, например для однородного стержня внутри длинной катушки с током — соленоида. Если тело имеет произвольную форму, то при внесении его в магнитное поле с индукцией ₀ индукция внутри вещества не будет определяться формулой (6.1.1). Зависимость между и ₀ гораздо сложнее и определяется формой тела и его ориентацией по отношению к вектору ₀.

Измерение магнитной проницаемости

Магнитные свойства вещества характеризуются его магнитной проницаемостью μ. Если значение μ много больше единицы, как, например, у железа, то в принципе измерить магнитную проницаемость можно, используя явление электромагнитной индукции*.

* На практике для измерения магнитной проницаемости применяют другие методы.

ЭДС индукции равна скорости изменения потока магнитной индукции, пронизывающей катушку. Если вставить в длинную катушку железный сердечник, то магнитная индукция, согласно формуле (6.1.1), увеличится в μ раз. Следовательно, во столько же раз увеличится поток магнитной индукции. При размыкании цепи, питающей намагничивающую катушку постоянным током, во второй, небольшой катушке, намотанной поверх основной, возникает индукционный ток, регистрируемый гальванометром (рис. 6.1).

Если в катушку вставлен железный сердечник, то отклонение стрелки гальванометра при размыкании цепи будет в μ раз больше. Измерения показывают, что магнитный поток при внесении в катушку железного сердечника может увеличиться ся в тысячи раз. Следовательно, магнитная проницаемость железа огромна.

Магнитная проницаемость однородных тел определяется отношением магнитной индукции в среде к магнитной индукции в вакууме.