Найти напряженность магнитного поля: Формула напряженности магнитного поля в физике

{-7}$ Гн/м(Н/А²)- магнитная постоянная,
$\bar{j}$ – вектор намагниченности среды в исследуемой точке поля.

Для магнитного поля в вакууме напряженность магнитного поля определяется выражением:

$$\bar{H}=\frac{\bar{B}}{\mu_{0}}$$

В изотропной среде формула (1) преобразуется к виду:

$$\bar{H}=\frac{\bar{B}}{\mu_{0} \mu}$$

где $\mu$ – скалярная величина, называемая
относительной магнитной проницаемостью среды (или просто магнитной проницаемостью). В изотропной среде векторы напряженности
магнитного поля и магнитной индукции совпадают по направлению.

Иногда напряженность магнитного поля $d \bar{H}$ определяют как
векторную величину, направленную по касательной к силовой линии поля, по модулю равной отношению силы (dF), с которой поле
воздействует на единичный элемент тока (dl), который расположен перпендикулярно полю в вакууме, к магнитной постоянной:

$$d H=\frac{d F}{\mu_{0} I d l}$$

Содержание

Закон Био-Савара-Лапласа

Это важнейший в электромагнетизме закон. {3}} d \bar{l} \times \bar{r}(5)$$

где $d \bar{l}$ – вектор элемента проводника, который по модулю равен длине
проводника, направление совпадает с направлением тока; $\bar{r}$ – радиус–вектор,
который проводят от рассматриваемого элементарного проводника к точке рассмотрения поля;
$r=|\bar{r}|$ .

Вектор $d \bar{H}$ – перпендикулярен плоскости, в которой находятся
векторы $d \bar{l}$ и
$\bar{r}$, и направлен так, что из его конца вращение вектора
$d \bar{l}$ по кратчайшему пути до совмещения с вектором
$\bar{r}$ происходило по часовой стрелке. Для нахождения направления вектора
$d \bar{H}$ можно использовать правило буравчика (Буравчик (винт) вращаем так,
чтобы его поступательное движение совпадало с направлением тока, тогда направление, по которому вращается ручка винта, совпадает с направлением
вектора напряженности поля, которое создает рассматриваемый ток).

Закон Био-Савара-Лапласа дает возможность вычислять величину полной напряженности магнитного поля, которое создает ток, текущий по проводнику любой формы.

Для нахождения полной напряженности магнитного поля, которое создает в исследуемой точке ток I, который течет по проводнику l, следует
векторно суммировать все элементарные напряженности $d \bar{H}$, порождаемые
элементами проводника и найденные по формуле (4).

Единицы измерения

Основной единицей измерения момента силы в системе СИ является: [H]=А/м

Примеры решения задач

Пример

Задание. Чему равна напряженность (H) в центре кругового витка (R — радиус витка) с током I.

Решение. Каждый элементарный ток витка магнитное поле в центре окружности, напряженность которого направлена по
положительной нормали к плоскости контура витка (рис.1). Поэтому, если элементарную напряженность поля найти по закону Био-Савара –
Лапласа, то векторное сложение элементарных полей можно будет заменить на алгебраическое.

В соответствии с законом Био-Савара – Лапласа dH равно:

$$d \bar{H}=\frac{1}{4 \pi} \frac{I}{r^{3}} d \bar{l} \times \bar{r}(1. {2}}$

Читать дальше: Формула напряженности электрического поля.

Электричество и магнетизм

В диэлектриках, помимо силовой характеристики электрического поля Е, мы ввели также вспомогательную величину — вектор электрического смещения

В наиболее распространенном случае линейной зависимости поляризованности изотропного диэлектрика от напряженности поляризующего поля имело место соотношение

Для магнетиков аналогичным образом также вводится вспомогательная величина — напряженность магнитного поля Н

(7.12)

обратите внимание на разные знаки, с которыми входят Р для диэлектриков и вектор J для магнетиков). С учетом полученных выше соотношений имеем

так что

(7.13)

В СИ единицей измерения напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м):

Подчеркнем, что аналогом вектора напряженности электрического поля является именно вектор магнитной индукции , а векторы и играют вспомогательную роль. Следует избегать ложных иллюзий, вызванных исторически закрепившимся названием «напряженность» магнитного поля для вектора . В терминах полученные соотношения принимают вид

(7. 14)

где — магнитная восприимчивость магнетика.

Мы видели, что циркуляция магнитной индукции в вакууме определялась током, пронизывающим выбранный контур L

Аналогичное выражение, естественно, справедливо и для циркуляции вектора в веществе, но циркуляция собственного поля магнетика

приведет к появлению в правой части суммы молекулярных токов, которые нам не известны. Это крайне неудобно. Положение спасает введенный вектор напряженности магнитного поля Н. Из определения (7.12) и соотношения (7.10) следует

(7.15)

так что циркуляция вектора напряженности магнитного поля определяется только макроскопическими токами в системе

(7. 16)

где I — полный макроскопический ток через контур L. Его можно выразить через плотность тока через любую поверхность S, натянутую на контур L

(7.17)

где dS = ndS, а вектор — единичный нормальный вектор к элементарной площадке площадью dS.

Для иллюстрации применения полученных формул вычислим магнитную индукцию в соленоиде с линейной плотностью витков n и силой тока I, если витки намотаны на сердечник с магнитной проницаемостью m. Найдем циркуляцию вектора напряженности магнитного поля Н по тому же контуру, что и прежде (см. рис. 6.18). Ответ нам, в сущности, известен

(ср. с (6.34)). Контур охватывает тот же суммарный ток nlI, и (7.16) приводит к равенству

Используя теперь связь В = m₀mH, получаем выражение для магнитной индукции поля соленоида, заполненного магнетиком

(7.18)

По сравнению с выражением (6.35) для соленоида без сердечника, здесь появился дополнительный множитель .

Что такое напряженность магнитного поля? – Определение TechTarget

К

Роберт Шелдон

Что такое напряженность магнитного поля?
Сила магнитного поля — это мера напряженности магнитного поля в данной области этого поля. Обозначаемая как H, напряженность магнитного поля обычно измеряется в амперах на метр (А/м) в соответствии с Международной системой единиц (СИ). Ампер и метр (или метр) являются основными единицами СИ, построенными из определяющих констант СИ. Ампер является мерой электрического тока, а метр – мерой длины.

Сила магнитного поля, также называемая напряженностью магнитного поля, иногда измеряется в эрстедах (Э), а не в А/м. Эрстед является частью гауссовой системы единиц, которая основана на системе сантиметр-грамм-секунда (СГС). Один Э равен 79,577472 А/м, а один А/м равен 0,012566 Э.

Напряженность магнитного поля — это один из двух способов измерения магнитного поля. Другим способом является плотность магнитного потока или магнитная индукция. Плотность магнитного потока обозначается буквой B и измеряется в теслах (T). Тесла равен одному веберу на квадратный метр (Вб/м ² ). Вебер — единица измерения магнитного потока в СИ. В гауссовых единицах плотность магнитного потока измеряется в гауссах (G или Gs). Один Тесла равен 10 000 Гс.

Напряженность магнитного поля и плотность потока
Напряженность магнитного поля и плотность магнитного потока напрямую связаны друг с другом. Это соотношение можно выразить формулой B = µH . Греческая буква Мю (μ) обозначает магнитную проницаемость, которая измеряется в генри на метр (Гн/м). Проницаемость — это мера того, как вещество реагирует на приложенное магнитное поле.

Когда электрический ток проходит через проводник, вокруг этого проводника образуется магнитное поле. Сила поля зависит от множества факторов, в том числе от силы тока. Если вы увеличиваете ток, сила магнитного поля также увеличивается; если уменьшить ток, напряженность поля уменьшится. Форма проводника также влияет на напряженность магнитного поля. Например, проводник может быть сформирован в виде катушки, а не прямой линии. Соленоид является распространенным примером спирального проводника. Если вы увеличите количество витков в проводнике, не изменяя его длины, вы также увеличите напряженность магнитного поля.

Магнитное поле можно представить в виде серии линий магнитного поля, которые представляют величину и направление магнитного поля. Рисунок этих линий зависит от формы проводника, по которому течет электрический ток. Например, силовые линии вокруг прямого проводника исходят из каждой точки вдоль проводника в виде серии концентрических окружностей. Однако силовые линии вокруг катушки образуют узор, аналогичный магнитному, огибающий от северного к южному полюсу и через центр катушки, где силовые линии наиболее плотны.

Сила магнитного поля соответствует плотности силовых линий. В прямом проводнике силовые линии максимально плотны ближе всего к проводнику, поэтому магнитное поле здесь максимально сильное. И наоборот, чем дальше они от проводника, тем более разбросаны линии, что указывает на более слабую напряженность поля. В витом проводнике линии имеют наибольшую плотность в центре катушки, где напряженность поля максимальна. Линии поля менее плотны вне катушки и продолжают истончаться по мере удаления от проводника, где напряженность поля минимальна.

Рис. 1: Поток прямо пропорционален количеству силовых линий магнитного поля, проходящих через поверхность.

Общее количество силовых линий магнитного поля, проникающих через определенную поверхность за определенный промежуток времени, называется магнитным потоком. Оно прямо пропорционально количеству силовых линий магнитного поля, проходящих через поверхность. Чем более концентрированы линии, тем больше плотность потока. Если вы увеличиваете напряженность магнитного поля, вы увеличиваете количество силовых линий, что указывает на больший уровень потока. На скорость потока также влияет размер площади поверхности и угол поверхности по отношению к силовым линиям. На рис. 1 показаны две поверхности. Тот, что справа, намного больше, чем тот, что слева, но напряженность поля одинакова в обоих случаях. В результате поверхность справа имеет более высокую скорость потока.

Понимание напряженности магнитного поля имеет большое значение, поскольку магниты используются для хранения данных на жестких дисках компьютеров. (Множество других устройств, включая генераторы, динамики и телевизоры, также основаны на магнитах или электромагнитах.) Твердотельные накопители (SSD), которые считывают и записывают данные на подложку из взаимосвязанных микросхем флэш-памяти, стали более быстрыми, более надежная альтернатива жестким дискам, хотя жесткие диски по-прежнему играют важную роль и занимают прочное положение на рынке.

<noscript><img loading='lazy' src='/800/600/https/cf3.ppt-online.org/files3/slide/7/7vgsdKzHqUeTFVnNafGjJ9lXBbMo8tkch6wRxm/slide-11.jpg' /></noscript> com» type=»text/html» frameborder=»0″>

Узнайте , сколько энергии потребляют центры обработки данных , см. , как создать руководство по электробезопасности для центров обработки данных и ознакомьтесь с , как мультифизическое моделирование может ускорить появление квантовых вычислений — и наоборот .

Последнее обновление: февраль 2023 г.

Продолжить чтение О напряженности магнитного поля

Жёсткие диски переживают тяжёлые времена

Разбор носителей данных: преимущества резервного копирования на ленту по сравнению с резервным копированием на диск

Использование резервных копий на магнитной ленте для уменьшения емкости хранилища

Руководство по архитектуре, типам и продуктам флэш-памяти

Вероятный выбор технологии MRAM в качестве твердотельного хранилища после флэш-памяти

сторонний файл cookie

Сторонний файл cookie — это файл cookie, который размещается на устройстве пользователя — компьютере, мобильном телефоне или планшете — веб-сайтом из домена, отличного от того, который посещает пользователь.

Сеть

CSU/DSU (блок обслуживания канала/блок обслуживания данных)

CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit) — аппаратное устройство размером примерно с модем. Он преобразует цифровые данные …

потоковая передача данных

Потоковая передача данных — это непрерывная передача данных из одного или нескольких источников с постоянной высокой скоростью для обработки в определенные …

граница службы безопасного доступа (SASE)

Пограничный сервис безопасного доступа, также известный как SASE и произносится как «дерзкий», представляет собой модель облачной архитектуры, объединяющую сеть и …

Безопасность

черный список приложений (занесение приложений в черный список)

Занесение приложений в черный список — все чаще называемое занесением в черный список — представляет собой практику сетевого или компьютерного администрирования, используемую . ..

соковыжималка

Juice jacking — это эксплойт безопасности, в котором зараженная зарядная станция USB используется для компрометации устройств, которые к ней подключаются.

безопасность гипервизора

Безопасность гипервизора — это процесс обеспечения безопасности гипервизора (программного обеспечения, обеспечивающего виртуализацию) на протяжении…

ИТ-директор

Общепринятые принципы ведения учета (Принципы)

Общепринятые принципы ведения документации — это основа для управления записями таким образом, чтобы поддерживать …

система управления обучением (LMS)

Система управления обучением представляет собой программное приложение или веб-технологию, используемую для планирования, реализации и оценки конкретной …

Информационный век

Информационная эпоха — это идея о том, что доступ к информации и контроль над ней являются определяющими характеристиками нынешней эпохи . ..

HRSoftware

аутсорсинг процесса подбора персонала (RPO)

Аутсорсинг процесса найма (RPO) — это когда работодатель передает ответственность за поиск потенциальных кандидатов на работу …

специалист по кадрам (HR)

Специалист по персоналу — это специалист по кадрам, который выполняет повседневные обязанности по управлению талантами, сотрудникам …

жизненный цикл сотрудника

Жизненный цикл сотрудника — это модель человеческих ресурсов, которая определяет различные этапы, которые работник проходит в своей …

Служба поддержки клиентов

Платформа Adobe Experience

Adobe Experience Platform — это набор решений Adobe для управления качеством обслуживания клиентов (CXM).

виртуальный помощник (помощник ИИ)

Виртуальный помощник, также называемый помощником ИИ или цифровым помощником, представляет собой прикладную программу, которая понимает естественные . ..

входящий маркетинг

Входящий маркетинг — это стратегия, направленная на привлечение клиентов или лидов с помощью созданного компанией интернет-контента, тем самым …

Как рассчитать и решить напряженность магнитного поля | Магнитные свойства

Напряженность магнитного поля показана на изображении ниже.

Для расчета напряженности магнитного поля необходимы три основных параметра, а именно: Количество катушек, расположенных близко друг к другу (N), величина тока (I) и Длина катушки (L).

Формула для расчета напряженности магнитного поля:

H = ^NI / _L

Где:

H = напряженность магнитного поля
N = количество катушек, расположенных близко друг к другу 902 13 I = Величина тока
L = Длина катушки

В качестве примера;
Найдите напряженность магнитного поля, если количество катушек, расположенных близко друг к другу, равно 4, сила тока равна 8, а длина катушки равна 10.

Это означает, что;

N = количество витков, расположенных близко друг к другу = 4
I = величина тока = 8
L = длина витка = 10 ) / ₁₀
H = ³² / ₁₀
H = 3,2

Следовательно, напряженность магнитного поля равна 3,2 А/м.

Расчет количества катушек, расположенных близко друг к другу, когда известны напряженность магнитного поля, величина тока и длина катушки.

N = ^HL / _I

Где:

N = количество катушек, расположенных близко друг к другу
H = напряженность магнитного поля
I = величина тока
L = длина катушки

Давайте решим пример ;
Найдите количество катушек, расположенных близко друг к другу, когда напряженность магнитного поля равна 10, сила тока равна 5, а длина катушки равна 2.

Отсюда следует, что;

H = напряженность магнитного поля = 10
I = величина тока = 5
L = длина катушки = 2

N = ^HL / _I
N = ^(10)(2) / ₅
N = ²⁰ / ₅
N = 4

Таким образом, количество катушек, расположенных близко друг к другу, равно 4.

Расчет величины тока, когда известны напряженность магнитного поля, количество катушек, расположенных близко друг к другу, и длина катушки.

И = ^ГЛ/_N

Где:

I = величина тока
H = напряженность магнитного поля
N = количество катушек, расположенных близко друг к другу
L = длина катушки

Давайте решим пример;
Найдите величину тока, когда напряженность магнитного поля равна 18, количество катушек, расположенных близко друг к другу, равно 12, а длина катушки равна 14.

Отсюда следует, что;

H = Напряженность магнитного поля = 18
N = Количество катушек, расположенных близко друг к другу = 12
L = длина катушки = 14

I = ^HL / _N
I = ^(18)(14) / ₁₂
I = ^{252 90 028 / ₁₂
I = 21}

Таким образом, величина тока равна 21.

Расчет длины катушки, когда известны напряженность магнитного поля, количество катушек, расположенных близко друг к другу, и величина тока.

Д = ^NI / _В

Где:

L = длина катушки
H = напряженность магнитного поля
N = количество катушек, расположенных близко друг к другу
I = величина тока

Давайте решим пример;
Найдите длину катушки, если напряженность магнитного поля равна 5, количество катушек, расположенных близко друг к другу, равно 12, а сила тока равна 10.

Отсюда следует, что;

H = напряженность магнитного поля = 5
N = количество катушек, расположенных близко друг к другу = 12
I = величина тока = 10

L = ^NI / _H
L = ^(12)(10) / ₅
L = ¹²⁰ / _{5 9020 8
L = 24}

Следовательно, длина мотка 24.

Калькулятор Nickzom – Энциклопедия калькулятора способна рассчитать напряженность магнитного поля.

Чтобы получить ответ и вычислить напряженность магнитного поля, используйте калькулятор Nickzom – The Calculator Encyclopedia. Во-первых, вам нужно получить приложение.

Вы можете получить это приложение любым из следующих способов:

Интернет – https://www.nickzom.org/calculator-plus

зарегистрируйтесь и подпишитесь , чтобы иметь полный доступ ко всем функциям.
Вы также можете попробовать демо-версию через https://www.nickzom.org/calculator

Android (платная) – https://play.google.com/store/apps/details?id=org .nickzom.nickzomcalculator
Android (бесплатно) – https://play.google.com/store/apps/details?id=com.nickzom.nickzomcalculator

Apple (платно) – https://itunes.apple.com/ us/app/nickzom-calculator/id1331162702?mt=8
После того, как вы получили приложение энциклопедии калькулятора, перейдите к карте калькулятора , , затем нажмите Materials and Metallurgical в разделе Engineering .