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磁场强度、磁导率和安培环路定律

2021/08/03 15:44
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【摘要】:
磁场强度、磁导率和安培环路定律---湖南省永逸科技有限公司。磁场强度是为了便于分析磁场和电流之间的关系而引入的一个物理量,它也是一个矢量,用H表示。

  磁场强度、磁导率和安培环路定律---湖南省永逸科技有限公司

  磁场强度是为了便于分析磁场和电流之间的关系而引入的一个物理量,它也是一个矢量,用H表示。它与磁感应强度的关系是:
    H = B / μ                 (7)
  其中:μ是磁介质的磁导率,由磁介质的性质决定。在SI单位制中,真空的磁导率为:
    μ0 = 4π × 10-7 亨利/米           (8)
  H的单位是[安培/米];在CGSM单位制中,真空的磁导率为1,H的单位是[奥斯特],简称[奥]。单位用符号表示:A为[安培]、Oe为[奥]、H为[亨利]。
    1 A/m = 4π×10-3 Oe            (9)

  安培环路定律:在磁场中,H矢量沿任意闭合曲线的线积分等于包围在这闭合曲线内各电流的代数和。即:
    ∮H×cosα×dl = ΣI             (10)
  式中:α为曲线的切线方向与该点磁场方向的夹角。

  利用安培环路定律,我们可以较方便地计算出具有某种空间对称性的电流所产生的磁场。例如计算一个均匀密绕的环形螺线管内部P点的磁场强度,如图4所示。取过P点,半径为r的同心圆,作为闭合的积分曲线。由于对称关系,在同心圆周上各点的磁场强度相等,磁场强度的方向沿着同心圆的切线方向,即α=0,这样:
    ∮H×cosα×dl = H×2πr = NI         (11)    

 

安培环路定律

图3 安培环路定律

环形螺线管内的磁场

图4 环形螺线管内的磁场

  于是P点的磁场强度:H = NI / (2πr)
  式中:N为绕线匝数。从这个关系可以看到:磁场强度仅决定于产生磁场的电流的分布,而与磁介质的性质无关。