- •Оглавление
- •Электромагнитные явления 12
- •От авторов
- •Введение
- •Электромагнитные явления
- •1.1. Магнитное поле в вакууме и его характеристики. Магнитное поле и магнитный момент кругового тока
- •1.2. Закон Био-Савара-Лапласа
- •1.3. Применение закона Био-Савара-Лапласа к расчету магнитных полей прямолинейного и кругового токов
- •1.4. Магнитное взаимодействие токов. Силы Лоренца и Ампера
- •2.1. Циркуляция индукции магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля. Теорема о циркуляции индукции магнитного поля (закон полного тока для магнитного поля)
- •2.2. Применение закона полного тока для расчета магнитных полей
- •2.3. Магнитный поток. Магнитные цепи
- •2.4. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле
- •3.1. Природа магнитных свойств вещества. Магнитные моменты атомов. Микро- и макротоки (молекулярные токи)
- •3.2. Магнитное поле в веществе. Намагниченность
- •3.3. Диамагнетизм. Диамагнетики и их свойства
- •3.4. Парамагнетизм. Парамагнетики и их свойства
- •3.5. Элементы теории ферромагнетизма. Ферромагнетики и их свойства
- •3.6. Антиферромагнетизм. Антиферромагнетики и их свойства
- •3.7. Граничные условия на поверхности раздела двух магнетиков
- •4.1. Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Правило (закон) Ленца
- •4.2. Вывод основного закона электромагнитной индукции из закона сохранения и превращения энергии
- •4.3. Явление самоиндукции. Магнитное поле бесконечно длинного соленоида. Коэффициенты индуктивности и взаимной индуктивности
- •4.4. Явление самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи
- •4.5. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля
- •5.1. Движение заряженных частиц в однородном электрическом поле
- •5.2. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле
- •5.3. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. Гальваномагнитные явления
- •5.4. Применение электронных пучков в науке и технике. Понятие об электронной оптике
- •5.5. Эффект Холла
- •6.1. Нелинейный осциллятор. Физические системы, содержащие нелинейность
- •6.2. Получение электромагнитных колебаний. Собственные электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение собственных электромагнитных колебаний и его решение
- •6.3. Затухающие электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение затухающих электромагнитных колебаний и его решение. Характеристики затухающих электромагнитных колебаний
- •6.4. Вынужденные электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных электромагнитных колебаний и его решение. Резонанс
- •7.1. Основные положения теории Максвелла
- •7.2. Представление эдс индукции с помощью теоремы Стокса
- •7.3. Представление циркуляции с помощью теоремы Стокса
- •7.4. Ток смещения
- •7.5. Система уравнений Максвелла
- •7.6. Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Основные свойства, получение и распространение электромагнитных волн. Энергия электромагнитной (световой) волны. Вектор Умова-Пойтинга
- •7.7. Источники электромагнитного излучения
- •8.1. Релятивистское преобразование электромагнитных полей, зарядов и токов
- •8.2. Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца
- •9.1. Квазистационарное электромагнитное поле
- •9.2. Квазистационарные электрические токи
- •Заключение
- •Рекомендательный список литературы Основной
- •Дополнительный
- •Редактор с.П. Тарасова Компьютерная верстка и макет
3.7. Граничные условия на поверхности раздела двух магнетиков
Н а границе раздела между магнетиками с различными векторы B и H испытывают скачкообразные изменения, характеризующиеся граничными условиями (рис. 3.28).
Из уравнений
и
можно получить условия, которым должны удовлетворять векторы B и H на границе раздела двух магнетиков.
Уравнение формально не отличается от соответствующего уравнения для вектора электрической индукции D при отсутствии электрических зарядов. Отсюда следует, что на границе раздела двух магнетиков нормальные составляющие вектора B должны быть непрерывны (рис. 3.29):
. (3.42)
Г раничные условия для вектора H можно получить, предположив, что вдоль границы раздела течет поверхностный ток с линейной плотностью i. Если применить теорему о циркуляции напряженности магнитного поля к бесконечно малому прямоугольному контуру, высота которого пренебрежимо мала по сравнению с длиной основания , то окажется, что
, (3.43)
где in - составляющая вектора i вдоль нормали к контуру.
Если на границе раздела двух сред ток проводимости отсутствует, то
, (3.44)
т.е. тангенциальные составляющие вектора H на границе раздела двух магнетиков непрерывны (рис. 3.30).
Из выражений (3.42) и (3.44) можно установить соотношение для закона преломления силовых линий векторов B и H при переходе через границу раздела двух магнетиков:
. (3.45)
Таким образом, при переходе из магнетика с меньшей магнитной проницаемостью в магнетик с большей магнитной проницаемостью магнитная силовая линия удаляется от нормали к границе раздела двух сред. Это приводит к концентрации магнитных силовых линий в магнетиках с большей магнитной проницаемостью .
Например, если в однородное магнитное поле внести полый железный шар, то из-за преломления и концентрации магнитных силовых линий в железе их концентрация внутри полости мала. Это значит, что магнитное поле в полости сильно ослаблено по сравнению с внешним полем, т.е. оболочка железной полости обладает экранирующим действием по отношению к внешнему магнитному полю. На этом основана магнитная защита. Для того чтобы предохранить какой-либо чувствительный прибор от воздействия внешних магнитных полей, его окружают ферромагнитной оболочкой.
Ферромагнитная оболочка лишь частично защищает охваченные ею тела от действия внешних магнитных полей. Чем больше магнитная проницаемость ферромагнитного материала оболочки , тем сильнее его защитное действие. Однако существуют тела, которые в этом отношении являются идеальными. К ним относятся сверхпроводники. Оболочка из сверхпроводника, находящегося в сверхпроводящем состоянии, полностью защищает окружаемые ее тела от действия внешнего магнитного поля.
Лекция 4. Электромагнитная индукция
Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Правило (закон) Ленца. Вывод основного закона электромагнитной индукции из закона сохранения и превращения энергии. Явление самоиндукции. Коэффициенты индуктивности и взаимной индуктивности. Явление самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.