16.3. Магнитные свойства вещества. Закон полного тока

Теория  /  16.3. Магнитные свойства вещества. Закон полного тока

Всякое вещество, находящееся в магнитном поле, создаваемом внешними токами, приходит в особое состояние намагниченности, которое характеризуется появлением добавочного магнитного поля. Оно существует благодаря вращению электронов по орбитам и вокруг собственной оси. Это движение можно рассматривать как элементарные внутренние токи, а добавочное магнитное поле будем называть полем элементарных внутренних токов.

Рассмотрим катушку со стальным сердечником в разрезе (рис. 16.6).

Когда сердечник находится в магнитном поле катушки с током, в нем возникают элементарные круговые токи, магнитные свойства которых характеризуются магнитным моментом 

где S – площадь, описываемая круговым током.

Тогда степень намагничивания вещества оценивается вектором намагниченности:

где V – объем вещества.

Для контура a – b –  c – d суммарный момент запишется следующим выражением:

где i_k – элементарный ток, сцепленный с контуром  a – b –  c – d.

Тогда намагниченность определится по формуле

Отсюда I_k = Jl.

Но, с другой стороны, поле, создаваемое в катушке с сердечником описывается уравнением

Обозначим 

получим

Последнее выражение позволяет рассматривать магнитное поле в веществе только как результат действия токов в проводах, что значительно облегчает расчеты магнитных цепей. Это выражение представляет собой закон полного тока для магнитных цепей: напряженность магнитного поля вдоль замкнутого контура равна полному току, пронизывающему поверхность, ограниченную этим контуром.