Магнітне поле в речовині


     Створимо магнітне поле за допомогою, наприклад, витка із струмом і помістимо в це поле залізний зразок. Чи проникнуть магнітні силові лінії первинного поля всередину заліза? І в якій мірі вони спотворяться речовиною?


     Проникнуть без перешкод і ніскільки не спотворяться. У магнетизмі існує принцип суперпозиції, тобто незалежності полів різних джерел. Коли ви зустрічаєте фрази, що "магнітний екран не пропускає силові лінії всередину" або подібні, то ці фрази означають лише те, що атоми в цих сторонніх тілах так зорієнтувалися від дії первинного магнітного поля, що сумарна картина магнітного поля усередині екрану стала близькою до нуля. Всередину екрану усе так само без щонайменшого послаблення проникає первинне поле, але вторинне поле індуковане (наведене) у феромагнітному екрані має в області, що захищається, напрям зустрічне первинному полю і рівне йому за величиною.


     Принцип суперпозиції дозволяє розділити поле на первинне і вторинне. Чи батьківське і дочірнє. Може виявитися так, що вторинне поле впливатиме на джерело первинного поля з такою силою, що первинне джерело змінить свій електричний струм, і картина силових ліній первинного джерела зміниться. Але не це порушення принципу суперпозиції. Це - наслідок недостатньої потужності первинного джерела.


     Отже, через зразок проходить батьківське поле. Це поле створюється струмом первинного джерела. У традиційному трактуванні потрібно порахувати двічі. Спочатку по струму вичислити напруженість, а потім вже по напруженості вичислити щільність потоку B .


   H = f(I)




     Атоми заліза обернулися згідно з первинним полем і створили додаткове поле, співпадаюче з батьківським. Додаткове поле має назву внутрішня індукція .


Сумарне поле рівне





Можна виміряти за допомогою рамки в скільки разів сумарне поле стало більше батьківського і позначити це відношення буквою μ .





зробимо прості перетворення






     Як завжди буває в техніці, усі складові частини споживаних формул отримують власні назви. Відношення





називають магнітною сприйнятливістю і означають









     Якщо ми помістимо рамку, що обертається, в зразок і отримаємо зростання напруги в 4 рази, це означає, що індукція, сумарна індукція, зросла в 4 рази. μ показує, що сумарне поле зросло в 4 рази в порівнянні з батьківським. Одна частина доводиться на батьківське поле, а 3 частини на індуковане. χ показує на міру збільшення індукованого поля в порівнянні з батьківським χ рівно трьом.


     Нудний парад магнітних величин завершить намагніченість M. Якщо існує вторинне поле , створене зразком, то існує і напруженість цього внутрішнього поля, яка називається намагніченістю. Традиційно напруженість розраховують виходячи із зухвалого її струму. Напруженість в зразку створюють струми атомів, електрони обертаються по орбітах (правильніше сказати магнітні моменти: орбітальний, спін і ядерний). Вичислити сумарний струм електронів і по ньому вичислити напруженість неможливо, але можна розділити внутрішню індукцію на магнітну постійну і набути значення індукованої.


     Рамкою ми вимірюємо магнітний потік або індукцію. По електричному струму усі підручники пропонують розрахувати напруженість. Напевно, так історично склалося, що дослідження йшли з двох протилежних сторін електромагнетизму. Тепер ми знаємо, як з'єднати ці величини формулою, і одна з величин виявляється зайвою. Чомусь Максвелл при розробці своїх знаменитих рівнянь не став об'єднувати індукцію і напруженість. Тому доведеться запам'ятовувати ще і намагніченість M = χH. Наведена напруженість, звана намагніченістю, як і наведена індукція, звана внутрішньою індукцією, в χ раз більше батьківських величин.





     Можна перетворити цю формулу і отримати залежність μ від M, але, за великим рахунком, це не додасть нових знань. Увесь сенс цього каскаду формул в тому, що батьківська індукція позначається в літературі як μ0H, батьківська напруженість - як H, наведена індукція (внутрішня індукція) - Bi або μ0M, наведена напруженість (намагніченість) - як M .


     У спеціальній літературі вважають за краще оперувати поняттями внутрішньої індукції і намагніченістю. Простіше їх розглядати окремо від батьківського поля, чим тягати з формули у формулу зайвий доданок. Але в учбовій літературі традиція склалася так, що віддають перевагу сумарним показникам: загальну індукцію, а не внутрішню індукцію, відносну магнітну проникність, а не магнітну сприйнятливість.