Вывод закона полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля и ее Связь с вектором магнитной индукции. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость среды.

При изучении магнитного поля в веществе различают два типа токов – макротоки и микротоки. Макротоки – упорядоченное движение заряженных частиц, при котором частицы перемещаются на расстояния, много большие межмолекулярных. Микротоки – движение заряженных частиц внутри атомов и молекул. Магнитное поле в веществе является суперпозицией двух полей: внешнего магнитного поля, создаваемого макротоками и внутреннего или собственного, магнитного поля, создаваемого микротоками.Характеризует магнитное поле в веществе вектор, равный геометрической сумме В_внеш и В_внутр магнитных полей: В = В_внеш = В_внутр.

Количественной характеристикой намагниченного состояния вещества служит векторная величина – намагниченность, равная отношению магнитного момента малого объема вещества к величине этого объема:

Для того чтобы связать вектор намагниченности среды с током, рассмотрим равномерно намагниченный параллельно оси цилиндрический стержень длиной h и поперечным сечением S. Равномерная намагниченность означает, что плотность атомных циркулирующих токов внутри материала повсюду постоянна.

Каждый атомный ток в плоскости сечения стержня, перпендикулярной его оси, представляет микроскопический кружок, причем все микротоки текут в одном направлении – против часовой стрелки. В местах соприкосновения отдельных атомов и молекул молекулярные токи противоположно направлены и компенсируют друг друга. Нескомпенсированными остаются лишь токи, текущие вблизи поверхности материала, создавая на поверхности материала некоторый микроток, возбуждающий во внешнем пространстве магнитное поле, равное полю, созданному всеми молекулярными токами.

Закон полного тока для магнитного поля в вакууме можно обобщить на случай магнитного поля в веществе. где I_макро и I_микро – алгебраическая сумма макро- и микротоков сквозь поверхность, натянутую на замкнутый контур L. Вклад в I_микро дают только те молекулярные токи, которые нанизаны на замкнутый контур L.Алгебраическая сумма сил микротоков связана с циркуляцией вектора намагниченности соотношением тогда закон полного тока можно записать в виде:

Таким образом, закон полного тока для магнитного поля в веществе утверждает, что циркуляция вектора напряженности магнитного поля вдоль произвольного замкнутого контура L равна алгебраической сумме макротоков сквозь поверхность натянутую на этот контур.

 

Вектор Hназывается напряженностью магнитного поля.

Намагниченность изотропной среды с напряженностью связаны соотношением:где χ – коэффициент пропорциональности, характеризующий магнитные свойства вещества и называемый магнитной восприимчивостью среды. Он связан с магнитной проницаемостью соотношением

- относительная магнитная проницаемость вещества. В вакууме μ = 1.

 

Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Второе уравнение Максвелла. Токи смещения. Вихревое электрическое ноле.

Закон полного тока для магнитного поля в вакууме можно обобщить на случай магнитного поля в веществе. где I_макро и I_микро – алгебраическая сумма макро- и микротоков сквозь поверхность, натянутую на замкнутый контур L. Вклад в I_микро дают только те молекулярные токи, которые нанизаны на замкнутый контур L. Алгебраическая сумма сил микротоков связана с циркуляцией вектора намагниченности соотношением тогда закон полного тока можно записать в виде:

Таким образом, закон полного тока для магнитного поля в веществе утверждает, что циркуляция вектора напряженности магнитного поля вдоль произвольного замкнутого контура L равна алгебраической сумме макротоков сквозь поверхность натянутую на этот контур

Второе уравнение Максвелла

Переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле. При этом .

Магнитное поле порождается токами:

Второе слагаемое в правой части II уравнения Максвелла – плотность тока смещения.

Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле.Всякое изменение магнитного поля порождает индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.

Индукционное электрическое поле является вихревым.
Направление силовых линий вихревого эл. поля совпадает с направлением индукционного тока.

 

 

Индукционное электрическое отличается от электростатического поля.

электростатическое поле	индукционное электрическое поле (вихревое электр. поле)
1. создается неподвижными электр. зарядами	1. вызывается изменениями магнитного поля
2. силовые линии поля разомкнуты - -потенциальное поле	2. силовые линии замкнуты - - вихревое поле
3. источниками поля являются электр. заряды	3. источники поля указать нельзя
4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = 0.	4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = ЭДС индукции