Mágneses térerősség

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. február 3-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 8 szerkesztést igényelnek .

Mágneses térerősség
${\vec {H}}$
Dimenzió	L -1 I
Egységek
SI	A / m
GHS	E
Megjegyzések
vektor mennyiség

A mágneses térerősség egy vektorfizikai mennyiség , amely egyenlő a mágneses indukció és a mágnesezettség vektorai közötti különbséggel a vizsgált pontban. A szimbólum jelzi . ${\vec {B}}$ ${\vec {M}}$ ${\vec {H}}$

A Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) :

{\vec {H}}({\vec {r}})={\frac {1}{\mu _{0}}}{\vec {B}}({\vec {r}} )-{\vec {M}}({\vec {r}})

ahol a pont sugárvektora , a mágneses állandó . A mértékegység (SI-ben) A/m (amper méterenként). ${\vec {r))$ $\mu_{0}$

A Maxwell-egyenletek tartalmazzák . Fizikai jelentését tekintve a mágneses tér külső (egy adott pontjához viszonyított) forrásainak hozzájárulását jelenti a mágneses indukcióhoz egy adott pontban.

A mágneses térerősség fogalma

A mágneses térerősség alatt a mágneses indukció és a mágnesezettség vektorai közötti különbséget értjük egy adott ponton: ${\vec {B}}$ ${\vec {M}}$

{\vec {H}}={\frac {1}{\mu _{0}}}{\vec {B}}-{\vec {M}}\,\,

( SI -ben ) vagy ( GHS -ben ).

\,\,{\vec {H}}={\vec {B}}-4\pi {\vec {M}}\,\,

Egy izotróp (mágneses tulajdonságokat tekintve) nem ferromágneses közeg legegyszerűbb esetben és kisfrekvenciás közelítésben a mágnesezettség lineárisan függ az indukcióval alkalmazott mágneses tértől: ${\vec {M}}$ ${\vec {B}}$

{\vec {M}}=\alpha {\vec {B}}

Történelmileg, ahelyett, hogy ezt a lineáris függőséget együtthatóval írták volna le, szokásos a kapcsolódó mennyiségek használata - mágneses szuszceptibilitás vagy mágneses permeabilitás : $\alpha$ $\chi$ $\mu$

{\vec {M}}={\frac {\chi }{\mu _{0}(1+\chi ))){\vec {B}}={\frac {(\mu -1 )}{\mu _{0}\mu }}{\vec {B}}\,\,

( SI -ben ) vagy ( GHS -ben ).

\,\,{\vec {M}}={\frac {\chi }{1+4\pi \chi }}{\vec {B}}={\frac {\mu -1}{ 4\pi \mu }}{\vec {B}}\,\,

Innen a és a reláció is beszerezhető . ${\vec {H}}$ ${\vec {B}}$

Tension units

A CGS rendszerben a mágneses térerősséget oersted -ben (Oe), az SI rendszerben - amper per méterben (A / m) mérik. A technikában az oerstedet fokozatosan felváltja az SI mértékegysége - amper méterenként.

Kapcsolatok: 1 Oe \u003d 1000 / (4 π ) A / m ≈ 79,5775 A / m; 1 A / m \u003d 4 π / 1000 Oe ≈ 0,01256637 Oe.

Maxwell-egyenletek a feszültséghez

Az elektromágnesesség elméletének négy alapegyenlete – Maxwell-egyenletek – közül a mágneses térerősség háromban szerepel, köztük egy kifejezetten (az egyenletek SI-ben vannak megadva): ${\vec {H}}$

{\mbox{rot}}{\vec {H}}={\vec {j}}+{\frac {\partial {\vec {D}}}{\partial t)),\quad { \mbox{div}}{\vec {B}}=0,\quad {\mbox{rot}}{\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\ részleges t}}

ahol a vezetési áramsűrűség, az elektromos indukciós vektor , az elektromos térerősség . A magnetosztatikus határértékben két egyenlet marad a formában $\vec{j}$ ${\vec {D}}$ ${\vec {E}}$

{\mbox{rot}}{\vec {H}}={\vec {j}},\quad {\mbox{div}}{\vec {B}}=0

A legtöbb adathordozó esetében a mágneses indukció és a mágneses térerősség a következőképpen függ össze . ${\vec {B}}=\mu _{0}\mu {\vec {H}}$

A feszültség viselkedése a médiák közötti felületen

Két olyan anyag határfelületén, amelyek mentén a felületi vezetési áram nem folyik, a határfelülettel párhuzamos intenzitáskomponens nem esik megszakadáson. ${\vec {H}}_{\tau }$

Ha az említett felületi áram jelen van, akkor ennek a komponensnek a határ egyik és másik oldalától való eltérésének értéke pontosan megegyezik a -val . $\mathbf {i}$ $|\mathbf {i} |$

A feszültség nagyságának fizikai jelentése

A definíció szerint a vektor a mágneses indukcióhoz való hozzájárulást jelenti a mezőt létrehozó külső (a vizsgált ponthoz képest) okok hatására. Ezek lehetnek vezetési áramok , időben változó elektromos mező ( elmozdulási áram ), valamint lokalizált molekuláris áramok . Az áramok mágnesezettséget hoznak létre, beleértve a vizsgált ponton kívüli területeket is, és ez a mágnesezés befolyásolja a tér eloszlását a térben. ${\vec {H}}$ $\vec{j}$ $\partial {\vec {D}}/\partial t$ ${\vec {j}}_{mol}$ ${\vec {j}}_{mol}$

A külső okok mellett a hozzájárulás közvetlenül a vizsgált pontban adja meg a mágnesezettséget , de ezt a hozzájárulást levonjuk. ${\vec {B}}$

A vektorral való művelet nem teszi lehetővé a számítások radikális egyszerűsítését. A mezőprofil (akár vagy ) megtalálásához általában a Maxwell-egyenleteket kell megoldani, figyelembe véve a és -t összekötő összefüggéseket . ${\vec {H}}$ ${\vec {B}}$ ${\vec {H}}$ ${\vec {B}}$ ${\vec {H}}$

A fizikai jelentés helytelen értelmezése

Általános tévhit a „külső okok”, amelyek felelősek a mező létrejöttéért . Néha ugyanis úgy gondolják, hogy állítólag minden esetben az áramok adott térbeli eloszlásából ki lehet számítani , mintha nem lennének mágnesek (mondjuk a Biot-Savart-Laplace képlet szerint nélkül ). A félreértés hasonló változata: feltételezzük, hogy amikor egy mágnesdarabot egy ismert mágneses térbe vezetünk, ez a mező állítólag nem változik, hanem csak a viselkedés szerint változik . ${\vec {H}}$ ${\vec {H}}$ $\vec{j}$ $\mu_{0}$ ${\vec {H}}({\vec {r)))$ ${\vec {B}}({\vec {r}})=\mu _{0}\mu (r){\vec {H}}({\vec {r}})$ $\mu ({\vec {r)))$

Pszeudomotivációként kiemelik, hogy a Maxwell-egyenletben csak vezetési áramok jelennek meg, a mágnesek paraméterei pedig teljesen hiányoznak. Azonban nem hagyhatjuk figyelmen kívül a (vagyis a )) egyenletét, amely magában foglalja a mágneses permeabilitást. ${\mbox{rot}}{\vec {H}}$ ${\mbox{div}}{\vec {B}}$ ${\mbox{div}}(\mu _{0}\mu {\vec {H}}$

Néhány speciális eset és példa

vákuumban

Vákuumban (vagy mágneses polarizációra képes közeg hiányában, valamint olyan esetekben, amikor ez utóbbi elhanyagolható) a mágneses térerősség egybeesik a mágneses indukciós vektorral 1-es tényezőig CGS- ben és SI -ben . ${\vec {H}}$ ${\vec {B}}$ $\mu_{0}$

Bizonyos formájú mágnesekben

Abban az esetben, ha egy homogén, rögzített , meghatározott alakú mágnes minta : egy ellipszoid, egy henger és sok más, valamint egy olyan mező, amely homogén az ilyen minta bevezetése előtt , egységes mező jön létre a mágnes belsejében. minta, amely eltér a relációtól és abból számítódik ki (az utolsó egyenlőség a nem ferromágneses közegekre vonatkozik). Itt van a demagnetizáló tényező . $\mu$ ${\vec {H}}_{e}$ ${\vec {H}}$ ${\vec {H}}_{e}$ ${\vec {H}}={\vec {H}}_{e}-N\cdot {\vec {M}}={\vec {H}}_{e}-N\mu _ {0}(\mu -1)\cdot {\vec {H))$ $N$

Hengeres mintában

Bármilyen alakú, bármilyen anyagkombinációból (de úgy, hogy a hosszirányban ne változzon) a keresztmetszetű mágnesszelepbe helyezett hosszú hengeres minta (úgy, hogy a mező párhuzamos legyen a generátorokkal) esetén a feszültség mindenhol azonos a mintában, és a demagnetizáló tényező nulla. Ez az intenzitás egybeesik (talán a mértékegységektől függően egy állandó együtthatóig, mint pl. az SI rendszerben, ami nem változtat a gondolaton) egy olyan mágneses indukciós vektorral, amely „lenne, ha nem voltak mágnesek”. ${\vec {H}}$

Ebben a konkrét (és gyakorlatilag fontos) esetben a mezőnek a mágnes jelenlététől vagy hiányától független értelmezése teljesen helyénvaló. ${\vec {H}}$

A feszültség és az indukció összehasonlító szerepe

A mennyiségek közül és a mágneses tér alapvetőbb jellemzője a mágneses indukciós vektor , mivel ez határozza meg a mozgó töltött részecskék és áramok mágneses tér erősségét , és közvetlenül is mérhető, míg a mágneses térerősség inkább segédmennyiségnek tekintendő. ${\vec {H}}$ ${\vec {B}}$ ${\vec {B}}$ ${\vec {H}}$

Igaz, az általánosan használt kifejezéssel a mágneses mező energiájára (közegben) és szinte egyenlően lép be, de figyelembe kell venni, hogy ez az energia magában foglalja a közeg polarizációjára fordított energiát is, és nem csak az energiát. magáról a mezőről [1] . A mágneses tér energiája mint olyan csak az alapmennyiségben fejeződik ki . Ennek ellenére egyértelmű, hogy a mennyiség fenomenologikus, és itt nagyon kényelmes. ${\vec {B}}$ ${\vec {H}}$ ${\vec {B}}$ ${\vec {H}}$

Jegyzetek

↑ Szemléltetésképpen bontsuk ki a mező energiasűrűségének kifejezését egy közegben a mágnesezettség és a mágneses térerősség közötti lineáris kapcsolat esetén . $w_{{subst}}$ $\mathbf {M} =\chi \mathbf {H} .$ $w_{subst}={\frac {1}{2}}\mathbf {H} \cdot \mathbf {B} ={\frac {1}{2}}({\frac {1}{\ mu _{0}}}\mathbf {B} -\mathbf {M} )\cdot \mathbf {B} ={\frac {1}{2\mu _{0}}}\mathbf {B} ^{ 2}-{\frac {1}{2}}\mathbf {M} \cdot \mathbf {B} ,$

Irodalom

Irodov IE Az elektromágnesesség alaptörvényei. - 2., sztereotip. - Moszkva: Felsőiskola , 1991.

Linkek

Mágneses térerő mértékegységei: mértékegységek listája, leírása, számérték-átalakító