Вектор намагниченности физический смысл (5 видео)

Физический смысл намагниченности тел.

Первое уравнение Максвелла.

Физический смысл: «Всякое изменение вектора электрической индукции во времени порождает вихревое магнитное поле».

2. Второе уравнение Максвелла.

Физический смысл: «В пространстве, где магнитная индукция изменяется во времени, возникает вихревое электрическое поле, напряжение силовых линий которого связано с изменением магнитной индукции правилом левой руки».

3. Третье уравнение Максвелла. Физический смысл: «Магнитное поле не имеет истоков. В природе отсутствуют свободные магнитные заряды, на которых начинаются и заканчиваются линии магнитной индукции. Магнитные силовые линии обязательно непрерывны».

4. Четвертое уравнение Максвелла.

Физический смысл: «электрическое поле имеет истоки. Линии вектора начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах, т.е. знаки совпадают.

5. Уравнения электрического поля.
Поля, удовлетворяющие системе уравнений, называются электростатическими.

6. Уравнения магнитного поля.Стационарное магнитное поле моет быть определено независимо от электрического поля и определяется системой уравнений:

Уравнение потенциала постоянного электрического поля.

Выражение для поля точечного заряда.

Поле, создаваемое точечным зарядом обратно пропорционально квадрату расстояния от этого заряда.

Физический смысл электрического потенциала.

Физический смысл: «Это работа, которая совершает электростатическое поле по перемещению единичного электрического заряда».

Работа сил электрического поля.

Совершенная работа по перемещению заряда равна разности потенциалов в начальных и конечных точках пути, умноженного на величину заряда.

В электрическом поле при перемещении заряда по замкнутому пути, работа не производится.

Физический смысл электростатического экранирования.

Неподвижные свободные заряды одного и того же знака не могут сохраняться в толще проводника. Силы взаимного отталкивания заставят их удалиться друг от друга на как можно большее расстояние, т.е. заряды расположатся на поверхности проводника. Т.о. объемная плотность зарядов в толще проводника равна нулю. Следовательно, внутри проводника электростатическое поле существовать не может.

Физический смысл скалярного потенциала магнитного поля.

В постоянном магнитном поле разность магнитных статических потенциалов зависит от пути.

Уравнение Пуассона для векторного потенциального магнитного поля.

Физический смысл намагниченности тел.

Причиной намагниченности тел является элементарные токи, существующие в молекулах и атомах магнетиков. Каждый ток можно представить как магнитный диполь.

Вне магнитного поля магнитные моменты молекул ориентированы произвольно, а помещенные в магнитное поле они частично ориентируются.

15. Относительная магнитная проницаемость. Деление сред в зависимости от величины μ.

Относительная магнитная проницаемость:

μ 1 – парамагнетик.μ>>1 – ферромагнетик.

Первый закон Кирхгофа.

Векторные линии векторной плотности токопроводимости в проводящей среде всегда замкнуты. Поле плотности тока проводимости имеет соленоидальный характер.

Содержание

Вектор напряженности магнитного поля
Напряженность магнитного поля
Физический смысл напряженности магнитного поля
Циркуляция вектора напряженности магнитного поля
Намагниченность вещества. Напряженность магнитного поля
🌟 Видео

Видео:1.2 Материальные уравнения, векторы поляризованности и намагниченности средСкачать

Вектор напряженности магнитного поля

Для описания магнитного поля используются две его основные характеристики — индукция B → и напряженность H → . Эти величины связаны между собой. Рассмотрим, что такое напряженность магнитного поля, чему она равна, каков физический смысл этой величины.

Видео:Электромагнитная индукция. Простыми словамиСкачать

Напряженность магнитного поля

Напряженность магнитного поля — векторная физическая величина, в общем случае равная разности векторов индукции магнитного поля B → и намагниченности P m → .

Напряженность обозначается буквой Н → . Единица измерения напряженности магнитного поля в системе СИ — ампер на метр ( А м п е р м е т р ).

Формула напряженности магнитного поля:

Н → = 1 μ 0 B → — P m → .

Здесь коэффициент μ 0 — магнитная постоянная. μ 0 = 1 , 25663706 Н А 2 .

Видео:Магнитный гистерезисСкачать

Физический смысл напряженности магнитного поля

Индукция магнитного поля — силовая характеристика. Индукция определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд, движущийся в поле с определенной скоростью.

Напряженность поля характеризует густоту силовых линий (линий магнитной индукции).

Физический смысл напряженности магнитного поля

В вакууме или при отсутствии среды, способной к намагничиванию (например, в воздухе) напряженность магнитного поля совпадает с магнитной индукцией с точностью до коэффициента μ 0 .

В средах, способных к намагничиванию (магнетиках) напряженность несет смысл как бы «внешнего поля». Она совпадает с вектором магнитной индукции, который был бы, если бы магнетика не было.

Видео:Сравнение скалярного и векторного произведений векторов (видео 16) | Магнетизм | ФизикаСкачать

Циркуляция вектора напряженности магнитного поля

Существует теорема о циркуляции магнитного поля. Это одна из основных теорем электродинамики, сформулированная Анри Ампером. Ее также иногда называют теоремой или законом Ампера. Теорема о циркуляции магнитного поля — своеобразный аналог теоремы Гаусса о циркуляции вектора напряженности электрического поля.

Теорема о циркуляции магнитного поля

Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов проводимости, охваченных контуром, по которому рассматривается циркуляция.

Определить циркуляцию вектора напряженности для замкнутого контура L .

I 1 = 5 A , I 2 = 2 A , I 3 = 10 A , I 4 = 1 A .

По теореме о циркуляции:

Рассматриваемый контур охватывает токи I 1 , I 2 , I 3 .

Подставим значения c учетом указанных на рисунке направлений токов и вычислим циркуляцию:

∮ H → d r → = ∑ I m = 5 A 12 A + 10 A = 13 A .

Магнитное поле — вихревое поле, которое не является потенциальным. Циркуляция вектора напряженности в общем случае отлична от нуля.

Видео:Билет №17 "Магнитное поле в веществе"Скачать

Намагниченность вещества. Напряженность магнитного поля

В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнитные молекуы, составляющие какое-либо вещество, вследствие теплового движения ориентированы совершенно беспорядочно, а диамагнитные молекулы вообще не обладают магнитным моментом. Поэтому сумма магнитных моментов молекул, заключенных в некотором физически бесконечно малом объеме dV, будет равна нулю:

Под действием внешнего магнитного поля парамагнитные молекулы ориентируются преимущественно по полю, несмотря на то, что тепловое движение стремится разупорядочить их ориентацию. Диамагнитные молекулы во внешнем поле намагничиваются. Таким образом, какие бы молекулы ни входили в состав вещества, если его поместить в магнитное поле, сумма магнитных моментов всех молекул в любом физически бесконечно малом объеме dV уже не будет равна нулю. Вещество в таком состоянии называется намагниченными. Состояние намагниченного вещества характеризуется вектором

который называется намагниченностью. По определению вектор J есть магнитный момент единицы объема намагниченного вещества. В этом заключается физический смысл этого вектора.

Намагниченность различных областей вещества может быть неодинаковой. В таком случае вектор намагниченности будет зависеть от координат точки пространства:

Намагниченность вещества называется однородной, если вектор J во всех его точках один и тот же. Намагниченность физически бесконечно малого объема вещества всегда можно считать однородной.

Токи, обусловленные движением электронов в атомах и молекулах, называют молекулярными, или связанными токами. Токи проводимости и конвекционные токи называют свободными. Силы молекулярных токов будем обозначать /’, а свободных — I*.