Магнитный поток

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
 Просмотр этого шаблона  Классическая электродинамика
VFPt Solenoid correct2.svg
Электричество · Магнетизм
См. также: Портал:Физика

Магни́тный пото́к — физическая величина, равная плотности потока силовых линий магнитного поля, проходящих через бесконечно малую площадку dS. Поток \! \Phi_B как интеграл вектора магнитной индукции \! \vec B через конечную поверхность S определяется через интеграл по поверхности:

\Phi_B = \iint\limits_S \mathbf{B} \cdot {\rm d}\mathbf{S}.

При этом векторный элемент dS площади поверхности S определяется как

{\rm d} \mathbf{S} = {\rm d} S \cdot \mathbf{n},

где \mathbf{n} — единичный вектор, нормальный к поверхности.

Также магнитный поток можно рассчитать как скалярное произведение вектора магнитной индукции B на вектор площади ΔS:

\Phi = (\mathbf{B} \cdot \Delta\mathbf{S}) = B \cdot \Delta S \cdot \cos\alpha,

где α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости S.

Магнитный поток Φ через контур L также можно выразить через циркуляцию векторного потенциала A магнитного поля по этому контуру:

\Phi = \oint\limits_L \mathbf{A} \cdot \mathbf{dl}.

Единицы измерения[править | править вики-текст]

В СИ единицей магнитного потока является вебер (Вб, размерность — Вб = В·с = кг·м²·с-2·А-1), в системе СГС — максвелл (Мкс, 1 Вб = 108 Мкс).

Измерительные приборы[править | править вики-текст]

Прибор для измерения магнитных потоков называется флюксметром (от лат. fluxus — «течение» и греч. metron — мера) или веберметром.

Теорема Гаусса для магнитной индукции[править | править вики-текст]

В соответствии с теоремой Гаусса для магнитной индукции поток вектора магнитной индукции (B) через любую замкнутую поверхность S равен нулю:

\oint\limits_S \mathbf{B} \cdot \text{d} \mathbf{s} = 0.

Или, в дифференциальной форме — дивергенция магнитного поля B равна нулю:

\operatorname{div}\,\mathbf{B} = 0.

Это означает, что в классической электродинамике невозможно существование магнитных зарядов, которые создавали бы магнитное поле подобно тому, как электрические заряды создают электрическое поле.

Квантование магнитного потока[править | править вики-текст]

Значения магнитного потока Φ, проходящего через неодносвязный сверхпроводник (например, сверхпроводящее кольцо), дискретны и кратны кванту потока:

\Phi_0 = \frac {h} {2e} = 2.067833758 \times 10^{-15} Вб (СИ);
\Phi_0 = \frac {hc} {2e} = 2,067833636 \times 10^{-7} Гаусс·см2 (СГС).

Экспериментально квантование магнитного потока было обнаружено в 1961 году.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]