Магнітний потік

Використовуючи силові лінії, можна не тільки показувати напрямок магнітного поля, але також характеризувати величину його індукції.

Умовилися проводити силові лінії таким чином, щоб через 1 смsup2- майданчики, перпендикулярно вектору індукції в певній точці, проходило число ліній, рівне індукції поля в цій точці.

У тому місці, де індукція поля буде більше, силові лінії будуть гущі. І, навпаки, там, де індукція поля менше, рідше і силові лінії.

Таким чином, за густотою силових ліній магнітного поля судять про величину вектора його індукції, а у напрямку силових ліній - про направлення цього вектора.

Спостереження магнітних спектрів прямого струму і котушки показує, що з видаленням провідника індукція магнітного поля зменшується, притому дуже швидко.

Магнітне поле з неоднаковою індукцією в різних точках називається неоднорідним. Неоднорідним полем є поле прямолінійного і кругового струму, поле поза соленоїда, поле постійного магніту і т.д.

Магнітне поле з однаковою індукцією в усіх точках називається однорідним полем. Графічно магнітне однорідне поле зображується силовими лініями, що представляють собою одно віддалені один від одного паралельні прямі.

Прикладом однорідного поля є поле, що знаходиться всередині довгого соленоїда, а також поле між близько розташованими один до одного паралельними плоскими полюсними наконечниками електромагніта.

Твір індукції магнітного поля, пронизливого даний контур, на площу контура називається магнітним потоком магнітної індукції або ж просто магнітний потік.

Визначення йому дав і вивчив його властивості англійський вчений-фізик - Фарадей. Він відкрив, що це поняття дозволяє глибше розглянути єдину природу магнітних і електричних явищ.

Позначаючи магнітний потік буквою Ф, площа контура S і кут між спрямованістю вектора індукції В і нормаллю n до площі контуру alpha-, можна написати наступне рівність:

Ф = В S cos alpha-.

Магнітний потік - це скалярна величина.

Так як густота силових ліній довільного магнітного поля дорівнює його індукції, то магнітний потік дорівнює всьому числу силових ліній, які пронизують даний контур.

Зі зміною поля змінюється і магнітний потік, який пронизує контур: при посиленні поля він зростає, при ослабленні - зменшується.

За одиницю магнітного потоку в системі СІ приймається потік, який пронизує площу в 1 мsup2-, що знаходиться в магнітному однорідному полі, з індукцією 1 Вб / мsup2-, і розташовану перпендикулярно вектору індукції. Така одиниця називається Вебером:

1 Вб = 1 Вб / мsup2-? 1 мsup2-.

Переменяются магнітний потік породжує електричне поле, що має замкнуті силові лінії (вихровий електричне поле). Таке поле проявляється в провіднику як дія сторонніх сил. Дане явище називають електромагнітної індукцією, а електрорушійну силу, виникає при цьому - ЕРС індукції.

Крім того, слід зазначити, що магнітний потік дає можливість характеризувати в цілому весь магніт (або ж будь-які інші джерела магнітного поля). Отже, якщо магнітна індукція дає можливість характеризувати його дію в будь-який окремо взятій точці, то магнітний потік - цілком. Тобто, можна сказати про те, що це друга найважливіша характеристика магнітного поля. А значить, якщо магнітна індукція виступає в ролі силової характеристики магнітного поля, то магнітний потік - є його енергетичної характеристикою.

Повернувшись до дослідів, можна сказати також про те, що всякий виток котушки можна уявити як окремо взятий замкнутий виток. Той же контур, крізь який і буде проходити магнітний потік вектора магнітної індукції. У такому випадку буде відзначатися індукційний електричний струм. Таким чином, саме під впливом магнітного потоку формується електрополе в замкнутому провіднику. А потім вже це електричне поле формує електричний струм.