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磁感应强度和什么因素有关

来源:福鹰   发布时间:2023-02-11   点击:683 次

述磁场强弱和方向的基本物理量。是矢量,常用符号B表示。

在物理学中磁场的强弱使用磁感强度(也叫磁感应强度)来表示,磁感强度大表示磁感强;磁感强度小,表示磁感弱。这个物理量之所以叫做磁感应强度,而没有叫做磁场强度,是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了。
   点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f 的作用。在磁场给定的条件下,f的大小与电荷运动的方向有关 。当v 沿某个特殊方向或与之反向时,受力为零;当v与此 特殊方向垂直时受力最大,为fm。fm与|q|及v成正比,比值 与运动电荷无关,反映磁场本身的性质,定义为磁感应强度的大小,即。B的方向定义为:由正电荷所受最大力fm的方向转向电荷运动方向 v 时 ,右手螺旋前进的方向 。定义了B之后,运动电荷在磁场 B 中所受的力可表为 f = qv×B,此即洛伦兹力公式。
   除利用洛伦兹力定义B外,也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B,或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B来定义B,三种定义,方法雷同,完全等价。
   在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T)。在高斯单位制中,磁感应强度的单位是高斯(Gs ),1T=10KGs等于10的四次方高斯。由于历史的原因,与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B,而另一辅助量却被称为磁场强度H,名实不符,容易混淆。通常所谓磁场,均指的是B。 B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m,电流为1 A的导线所受磁场力的大小 B= F/IL 中学阶段不讲磁场强度,磁场强度矢量H是为了磁场的安培环路定理得到形式上简化而引入的辅助物理量。它的物理意义类似于电位移矢量D。从定义的操作方面来看,磁感应强度是完全只是考虑磁场对于电流元的作用,而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响,这样磁感应强度就是同时由磁场的产生源与磁场空间所充满的介质来决定的。相反,磁场强度则完全只是反映磁场来源的属性,与磁介质没有关系。实际在前面已经说明,这两个概念在实际运用中各有其方便之处。
磁场强度
   描述磁介质中磁场的一个辅助物理量。常用符号H表示,定义为H=(B/μo)-M式中B是磁感应强度;M是磁化强度;μo是真空磁导率。在线性各向同性磁介质中,M与H成正比,即M=xmH,xm是磁介质的磁化率。于是上式表为B=μo(1+xm)H=μoμrH式中μr=1+xm称为磁介质的相对磁导率,上式是表征介质磁化性质的介质方程。
   磁介质磁化后产生的磁化电流改变了原来的磁场分布,引入辅助量H是为了使未知的磁化电流不显现在由H表述的磁场的安培环路定理之中。在认清磁性起源于电流之前,曾认为磁性起源于磁荷,并得到了与静电库仑定律相仿的磁库仑定律。由此,把单位磁荷所受磁力定义为H,认为H是描述磁场的基本物理量,并赋予其磁场强度的名称,沿用至今。在国际单位制(SI)中,磁场强度H的单位是安培/米(A/m)。
磁场强度与磁感应强度的区别
  磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质(即磁场强弱和方向)的两个物理量。由于磁场是电流或者说运动电荷引起的,而磁介质(除超导体以外不存在磁绝缘的概念,故一切物质均为磁介质)在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响(场的迭加原理)。因此,磁场的强弱可以有两种表示方法:

  在充满均匀磁介质的情况下,若包括介质因磁化而产生的磁场在内时,用磁感应强度B表示,其单位为特斯拉T,是一个基本物理量;单独由电流或者运动电荷所引起的磁场(不包括介质磁化而产生的磁场时)则用磁场强度H表示,其单位为A/m2,是一个辅助物理量。
  具体的,B决定了运动电荷所受到的洛仑兹力,因而,B的概念叫H更形象一些。在工程中,B也被称作磁通密度(单位Wb/m2)。在各向同性的磁介质中,B与H的比值即介质的绝对磁导率μ。

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