Энергия магнитного поля контура с током

При замкнутом ключе К в контуре L, изображенном на рис. 35, установится какой-то ток I, создающий магнитное поле. При размыкании ключа К вследствие самоиндукции ток в цепи исчезнет не сразу и через сопротивление R некоторое время будет течь постепенно убывающий ток, поддерживаемый в контуре ЭДС самоиндукции. В процессе исчезновения тока на сопротивлении выделится теплота, равная работе, совершенной в цепи. Вычисление этой работы для случая L = const, когда нет деформации проводника и отсутствуют вещества с нелинейной зависимостью намагниченности от поля (ферромагнетики), приводит к следующему выражению для энергии W магнитного поля, создаваемого контуром с током:

Рис. 35

Намагничивание вещества

Магнитными свойствами обладают все вещества. При помещении в магнитное поле В0 все вещества в той или иной степени намагничиваются, т.е. приобретают магнитный момент и создают дополнительное магнитное поле В', складывающееся с полем В0. Результирующее поле

Намагничивание вещества характеризуют магнитным моментом единицы объема, который называют намагниченностью и обозначают буквой J (J — вектор намагничивания).

Если вещество намагничено неоднородно, то намагниченность определяется так:

где AV — физически бесконечно малый объем в окрестности данной точки; рш — магнитный момент отдельной молекулы.

Магнитный момент контура с током определяется следующим образом:

где I — сила тока в контуре; S — площадь контура; п — единичный вектор вдоль положительной нормали к площади контура (рис. 36). Положительная нормаль связана с направлением тока правилом правого винта.

Рис. 36

Опыт показывает, что намагниченность вещества пропорциональна Н:

Коэффициент пропорциональности % называется магнитной восприимчивостью вещества.

Для слабомагнитных веществ (диа- и парамагнетиков) % не зависит от приложенного поля Н, если это поле не слишком велико.

Магнитная восприимчивость % и магнитная проницаемость р, характеризуя магнитные свойства одного и того же вещества, достаточно просто связаны между собой:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >