ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
где _ |
|
|
в 1п = |
|в 1І |
|
cos (в ^ Д ) . |
|
|
|
|
|||||
Здесь учтено, |
что направление |
<3 на |
поверхности 3 1 совпадает с |
||||||||||||
направлением выбранной нами положительной нормали к поверхности |
|||||||||||||||
раздела |
"п . |
Аналогично вычисляется |
интеграл |
по поверхности Я, , |
|||||||||||
однако |
вектор |
as |
на этой |
поверхности |
имеет направление, |
противо |
|||||||||
положное выбранному положительному направлению нормали в |
к поверх |
||||||||||||||
ности раздела |
сред: |
|
|
|
|
|
|
^ |
) - — |
|
|
|
|||
|
|
|
( |
В d3 |
с |
I |
|
I |
32cos(B2>-n |
|
32 5 |
|
|||
ГДе |
|
|
2 |
|
-B ^Z |
I B2| |
cos (B2,-n ) |
, |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Ѵнтеграл по боковой поверхности можно вычислить |
с |
помощью |
теоремы |
||||||||||||
о среднем: |
|
J в аз |
z <Bj > Sy |
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
|
|
3T |
значение |
|
вектора |
индукции на |
боковой поверхности^ |
|||||||
|
среднее |
|
|||||||||||||
С учетом написаннох’о выше |
имеем: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
В1п3Г |
В2п32 + < Ѵ 3<Г = О. |
|
|
|
|||||||
Устремим высоту цилиндра |
ь |
|
к нулю. |
Очевидно, что при h —» О : |
|||||||||||
|
|
|
|
31- " 3о .32- " 3о. 3^ ° - |
|
|
|
|
|||||||
Поэтому |
в |
пределе |
ь —>0 |
получим: |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
(в1іГ В2п^3о= 0 |
|
|
|
|
|
|
|||||
и, посколы<у |
з Д г . о , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
ВШ= В2п |
> |
|
|
|
|
( 81) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
индукции на грани“ |
||||||||
т .е . нормальная составляющая вектора магнитной |
|||||||||||||||
це двух сред непрерывна. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Учитывая, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1п - |
|
|
|
2 |
/ ■ г ^ г п ’ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
,ul Hln*B n~ |
|
|
|
|
|
|
|||||
величина |
и, |
вообще |
говоря, |
не равна величине |
^ |
, ТО |
|
||||||||
|
|
J ’’ |
JL„ |
Z |
я ± ± |
1 . |
|
|
|
^ |
' |
|
|||
|
|
|
|
т Д 5 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Н2п |
|
/ ч |
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
іи видим, что нормальная составляющая вектора напряженности маг |
|||||||||||||||
нитного |
поля па границе |
раздела .^вух сред |
терпит разрыв. |
|
51
2. Получим граничное условие для тангенциальной составляющей вектора напряженности магнитного поля. Условие выводится аналогич но выводу условия для тангенциальной составляющей вектора напря женности электрического поля. Значения величин, используемых при выводе, дано на рис. 2 б. Это условие выводится с помощью уравне ния Максвелла (60):
|
|
|
|
|
|
гоѣ |
|
Н = |
j / |
|
|
|
|
|
|
|
По-прежнему считаем, что вместо |
границы |
раздела имеется тонкий |
||||||||||||||
переходный слой,в пределах которого проводимость |
изменяется |
|||||||||||||||
очень быстро, но остается непрерывной. |
Проинтегрируем уравнение |
|||||||||||||||
(60) по достаточно малой прямоугольной |
площадке |
з , |
пересекающей |
|||||||||||||
поверхность |
раздела |
и органиченнои |
контуром |
Ъ |
: |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( гоѣВДЗІѢЩЗ |
) |
і |
dS |
I . |
|
|||
Левую часть |
этого равенства9преобразу3емпо теореме Стокса (п .8. ) : |
|||||||||||||||
|
|
j гоѣН dS :: J |
н dl = |
j |
|
Hdl + |
j |
Hdl |
+ / |
Hdl |
|
|||||
( |
|
3 |
|
|
Ь |
|
X. |
|
С |
I r |
|
|
I °f |
|
|
|
Hdi |
= |
|
|
|
/ \ ' |
|
2 |
|
|
|
|
|||||
J |
IkjI 1 ,0 0 8 (5 ,,£ ); |
|
Hn i.,,J |
Sal |
=Ін^і2сов(н2, - а і ^ : - н 2ііг |
|||||||||||
1-J |
|
|
^ |
|
|
|
|
|
|
lg |
|
|
|
|
^ |
|
где |
|
|
o o efH ^ d l,), |
-H 2^Hicoe(H2, - d l ) . |
|
|
||||||||||
Интеграл |
по |
i r |
вычиоляется |
|
при |
помощи теоремы |
о среднем: |
|||||||||
|
|
|
|
0С -*■ |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т.о. |
имеем: |
|
{ гн d l =,<Нг>1* |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
И п ^ - і '^ ѣ ’-г + |
|
15'= J |
• |
|
|
|
||||||
ПУСТЬ |
1 < у -» 0 |
, ПРИ |
ЭТОМ ' |
l ^ |
l g |
—* 1 о , |
lj-T > 0 , |
|
|
|||||||
а |
ток |
I |
выразится |
через поверхностный ток, |
который |
течет по по |
||||||||||
верхности и |
пересекает отрезок, |
і |
Б пределе |
поэтому получим: |
||||||||||||
|
|
|
|
|
“i t |
Н2Ѣ - |
1 |
|
- |
|
|
|
|
|
|
(82) |
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
52
где i - плотность поверхностного тока, текущего в направлении,
перпендикулярном тому, в котором выбираются тангенциальные состав ляющие напряженности магнитного поля.
T.O., тангенциальная составляющая вектора напряженности магнитного поля терпит разрыв непрерывности, если на границе раз дела протекают поверхностные токи; если они отсутствуют, то тан генциальная составляющая напряженности магнитного поля непрерывна:
|
|
HI t = H2t . |
|
|
|
|
|
15. |
Магнетики в стационарном магнитном поле. |
|
|
|
|||
|
1 * Магнетиками |
называются вещества, способные оказывать влияние |
|||||
на |
магнитное поле, |
возбуждая |
|
либо видоизменяя его. |
При по |
||
мещении их во внешнее магнитное поле они приобретают магнитный |
|||||||
момент, т .е . намагничиваются. Интенсивность |
інаиагиичивания |
опи |
|||||
сывается вектором |
намагничивания |
I, |
который |
определяется |
как |
маг |
|
нитный момент <1М |
единицы объема |
магнетика. |
Т .о ., магнитный момент |
||||
сШ |
элемента объема dV магнетика |
равен: |
|
|
|
<ІМ= Т аѵ ■
Величина вектора намагничивания I связана с первоначальным внеш ним магнитным полем равенством:
і |
г \ н • |
' |
Коэффициент X называется |
коэффициентом магнитной восприимчивости, |
который характеризует способность веществ ішіагничиватъсп.
Влияние намагничивания магнетиков па магнитное поле анало гично влиянию поляризации диэлёктриков на электрическое поле. Нали чие магнитного момента у каждого элемента объема приводит к тому,
что магнитный момент порождает дополнительное магнитное поле, ко-
53
горое складываемся с внешним магнитным полем. Различие состоит в том, что в диэлѳктрикахдополнителъное поле всегда направлено про
тивоположно первоначальному внешнему полю,т*е. полное поле всегда меньше первоначального. В магнетиках дополнительное поле монет быть направлено как в направлении первоначального поля, так и
противоположно ему. Магнетики, у которых дополнительное магнитное
поле направлено в ту же сторону, что и первоначальное, называют парамагнетиками. Магнетики, у которых дополнительное магнитное поле направлено противоположно первоначальному, называются диа-
магнетиками.Т .о .. парамагнетики усиливают магнитное поле, а диа магнетики ослабляют его. При исчезновении первоначального магннг-
чного поля дополнительное поле тоже исчезает: |
диамагнетики |
и |
|
парамагнетики размагничиваются. |
Но имеется еще іретиіі класс магне |
||
тиков, у которых дополнительное магнитное поле не исчезает при |
|
||
исчезновении внешнего поля, т .е . |
магнетики, |
которые обладают |
оста |
точным намагничиванием. Такие магнетики называются ферромагнетиками
2 . Рассмотрим векторный потенциал нри наличии магнетиков. Выра жение для него можно получить аналогично тому, как было получено
выражение для скалярного потенциала при наличиидиэлектрика.
Полное магнитное поле при наличии магнетика является суммой
двух полей: I)' магнитного поля |
то.ков проводимости, векторный потен |
||
циал которого |
обозначим Аj ; 2) |
дополнительного магнитного ноля, воз |
|
никающего за |
счет намагничивания магнетика. Векторный потенциал его |
||
обозначим А2. |
|
|
|
Поэтому |
векторный потенциал |
А полного магнитного поля равен: |
|
|
А = Ат + А0 |
1 |
|
|
1 |
С. |
где
54
Из формулы (80) следует, |
что |
векторный потенциал А, порождается |
магнитным моментом dM |
: |
|
,, |
0 |
t ë P J . |
4Х |
гэ |
Используя связь магнитного момента с вектором намагниченности (83)
получим:
и, - *0(1.71
*т l^ s J d V
и, следовательно,
|
|
X2 = ^ j ^ d V . |
|
||
|
|
|
у Г |
|
воспользупеь уже |
Этой формуле целесообразно 'придать другой вид, |
|||||
известной формулой |
из |
векторного |
анализа (п .Іб ), которая в данном |
||
случае |
имеет вид: |
г о Ь ( І )шХ ro t i |
+ [graäl , J ]m |
|
|
|
- ir o tT +[п |^ 5- i r o t ? - t l i S |
|
|||
-г |
|
Г |
' |
|
|
Здесь г — по-прежнему |
радиус-вектор, проведенный Из элемента |
||||
объема |
dV в точку, |
в которой вычисляется поле. |
Т .о ., выражение |
||
для потенциала |
преобразуется |
к следующему виду: |
|||
|
А2 |
âV - ^ ^ r o t C|)i5T * |
|||
Второй |
интеграл преобразуем с помощью і£ор:.і^лы |
векторного анализа- |
|||
(п .9). |
При этом учтем, |
что?согласно равенству |
(64), вектор намагни |
||
чивания |
I претерпевает |
разрыв на |
границе междуразличными магне-!- |
тиками и на границе межд/магнетиком и вакуумом. Поэтому, чтобы
применить формулу |
(п.9), необходимо выделить границы разрыва век- |
|||
торной |
функции I, |
как это уже делалось при рассмотрении диэлект |
||
рика в электростатическом поле. |
|
|||
|
Значения величин, необходимых при выводе формулы, указаны Н£ |
|||
рис. 4 |
• |
|
, |
|
|
Теперь sn |
-поверхность, ограничивающая рассматриваемый |
||
объем, |
а S |
- поверхность раздела магнетиков, на |
которой вектор І |
|
претерпевает |
разрыв и котооую веделяеы из области |
и.'ггег’чірсзалня |
||
|
|
|
‘ 55 |
|