Магнитный поток
Магни́тный пото́к, поток вектора магнитной индукции через поверхность , который определяется в соответствии с математическим понятием потока произвольного вектора выражением где – магнитный поток, – элемент поверхности , через которую определяется поток, – единичный вектор, направленный по нормали к (от выбора направления вектора зависит знак потока), – угол между векторами и . Элемент поверхности должен быть настолько малым, чтобы на поверхности вектор можно было считать постоянным по величине и направлению, а сам элемент поверхности можно было бы принять за часть плоскости.
Для произвольной замкнутой поверхности справедливо соотношение которое является одним из уравнений Максвелла и означает отсутствие в природе одиночных магнитных зарядов как источников магнитного поля (в природе наблюдаются только магнитные диполи). Магнитный поток входит в закон электромагнитной индукции Фарадея (также соответствующий одному из уравнений Максвелла), согласно которому изменение магнитного потока во времени приводит к возникновению переменного электрического поля.
Замкнутый кольцевой ток (как и всякий электрический ток) создаёт магнитное поле магнитный поток которого через любую поверхность, ограниченную контуром тока, не зависит от формы этой поверхности. Магнитный поток создаваемый проводником с током, определяется выражением: где – сила тока в проводнике, – индуктивность (или коэффициент самоиндукции) проводника, значение которой зависит от размеров и формы проводника. Если же ток протекает по сверхпроводящему кольцу произвольной формы, размеры которого превышают глубину проникновения магнитного поля внутрь сверхпроводника (для чистых металлов, находящихся в сверхпроводящем состоянии, м), то магнитный поток, вызванный таким сверхпроводящим током, может принимать только дискретные значения, кратные кванту магнитного потока Вб, где – постоянная Планка, – элементарный электрический заряд.
Единицей измерения магнитного потока в Международной системе единиц СИ (SI) является вебер (1 Вб = 1 Н·м/А = 1 Дж/А); в системе единиц СГС – максвелл (1 Мкс = Вб).