Intensitatea campului magnetic si inductia magnetica in interiorul corpurilor magnetizate

Intensitatea campului magnetic si inductia magnetica in interiorul corpurilor magnetizate

1 Campul magnetic in interiorul unei cavitati

Pentru a defini inductia magnetica in vid si intensitatea campului magnetic s-a apelat la fortele si momentele care actioneaza asupra unei bucle de curent, relatiile (3.4) si (3.14). Pentru definirea marimilor magnetice ce caracterizeaza campul magnetic din interiorul corpurilor magnetizate se vor folosi rationamente analoge celor utilizate in cazul campului electric.

In consecinta, se practica in jurul punctului P, in care trebuie studiat campul magnetic, o cavitate vida (fig. 3.24) si se masoara inductia magnetica in aceasta cavitate. Experimental se constata ca oricat de mica ar fi cavitatea, depinde de forma si orientarea cavitatii. In adevar, prin practicarea unei cavitati intr-un corp magnetizat, ceea ce adauga la repartitiile de curenti (de conductie si amperieni) existente inainte de practicarea cavitatii, o repartitie superficiala de curenti amperieni pe fata interioara a cavitatii (ca pe orice fata de separatie a unui corp fata de vid). In general, inductia magnetica din interiorul unei cavitati vide (fig. 3.24) poate fi pusa sub forma:

Fig. 3.24

(3.69)

in care este o 'inductie magnetica de calcul', calculata ca in vid, in punctul considerat, in functie de curentii de conductie si de cei amperieni (echivalenti starii de magnetizatie) existenti inainte de practicarea cavitatii, iar este o 'inductie magnetica de calcul' suplimentara, datorita curentilor amperieni care apar pe peretii cavitatii (in urma practicarii acesteia) cu densitatea liniara (in care este normala exterioara fata de corp, adica interioara la cavitate). Vom numi marimea inductia magnetica proprie a cavitatii.

Pentru definirea campului este suficient sa se aleaga doua cavitati diferite, ca si in cazul campului electrostatic:

un mic canal drept, foarte scurt, extrem de stramt in raport cu lungimea sa, cu axa paralela cu directia locala a magnetizatiei;

o mica fanta, extrem de plata in raport cu celelalte dimensiuni, transversala fata de directia locala a magnetizatiei.

2 Intensitatea campului magnetic. Tensiunea magnetica

Prin definitie se numeste intensitatea campului magnetic intr-un punct din interiorul unui corp magnetizat o marime de stare a campului magnetic numeric egala cu raportul dintre vectorul inductie magnetica, care se stabileste in vidul unei cavitati de forma unui canal orientat in lungul magnetizatiei, si permeabilitatea vidului (fig. 3.25).

Intensitatea campului magnetic se noteaza cu :

(3.70)

Pentru aceasta cavitate, inductia magnetica proprie este data de relatia:

(3.71)

Observatie: La acelasi s-ar fi ajuns daca in loc de forma de canal, cavitatea ar fi fost de forma unei fante extrem de turtite cu bazele paralele cu vectorul magnetizatie .

Fig 3.25

O marime derivata din intensitatea campului magnetic este tensiunea magnetica, care se defineste ca integrala de linie a vectorului H in lungul unei curbe (C) date, intre doua puncte date:

. (3.72)

3 Inductia magnetica B. Fluxul magnetic F

Prin definitie se numeste inductie magnetica intr-un punct din interiorul unui corp magnetizat o marime de stare a campului magnetic numeric egala cu vectorul inductie magnetica din vidul unei cavitati de forma unei mici fante extrem de plate orientata transversal fata de magnetizatie (fig. 3.26):

Fig 3.26

(3.73)

Se observa conform relatiei (3.69):

(3.74)

deoarece bazele fantei, fiind normale pe magnetizare, componenta tangentiala a acesteia este nula si nu exista pe baze o repartitie superficiala de curenti amperieni, adica . Semnificatia fizica a 'inductiei magnetice de calcul' e acum precizata.

O marime derivata din inductia magnetica este fluxul magnetic, care se defineste ca integrala de suprafata a componentei normale a vectorului , relativa la o suprafata (in general deschisa):

. (3.75)

Practicarea cavitatilor constituie numai un mijloc pentru masurarea marimilor si , care au existenta obiectiva o data cu campul electromagnetic a carui stare locala o caracterizeaza, independent de practicarea acestor cavitati.

4 Legatura dintre inductia magnetica, intensitatea

campului magnetic si magnetizatie

In paragraful 1 si 2 s-au definit marimile si prin masurarea inductiei magnetice din cavitatile canal, respectiv fanta, practicate in corpul magnetizat.

Daca se apreciaza contributia magnetizatiei corpului (la campul dintr-o cavitate) prin campul curentilor amperieni echivalenti cu ea, la practicarea unei fante perturbatia aparuta prin scoaterea materialului magnetizat este neglijabila, iar la practicarea unui caval perturbatia aparuta prin scoaterea materialului magnetizat este maxima. Toate aceste consideratii s-au concretizat in relatiile (3.71) si (3.73), din care rezulta:

, (3.76)

sau

. (3.77)

Aceasta relatie se numeste legea legaturii dintre , si . Ea este o lege, deoarece numai verificarea experimentala a consecintelor ei, in cazul campurilor magnetice variabile in timp, permite sa-i stabileasca valabilitatea. La demonstratia precedenta s-a folosit echivalenta dintre magneti si curenti amperieni, echivalenta care (fara a apela la aceasta relatie) se poate demonstra numai in campuri stationare.