МАГНИ́ТНЫЙ ПОТО́К

МАГНИ́ТНЫЙ ПОТО́К, по­ток век­то­ра маг­нит­ной ин­дук­ции $\boldsymbol B$; оп­ре­де­ля­ет­ся в со­от­вет­ст­вии с ма­те­ма­тич. по­ня­ти­ем по­то­ка век­то­ра вы­ра­же­ни­ем:$$Φ=\int\boldsymbol B \boldsymbol n dS =\int Bn\cos \alpha dS,$$где $dS$ – эле­мент гео­мет­рич. по­верх­но­сти $S$, че­рез ко­то­рую оп­ре­де­ля­ет­ся по­ток, $\boldsymbol n$ – еди­нич­ный век­тор, на­прав­лен­ный по нор­ма­ли к $dS$, $α$ – угол ме­ж­ду век­то­ра­ми $\boldsymbol B$ и $\boldsymbol n$. Эле­мент по­верх­но­сти $dS$ дол­жен быть на­столь­ко ма­лым, что­бы на нём век­тор B мож­но бы­ло счи­тать по­сто­ян­ным по ве­ли­чи­не и на­прав­ле­нию, а сам эле­мент по­верх­но­сти мож­но бы­ло бы при­нять за часть плос­ко­сти. Для про­из­воль­ной замк­ну­той по­верх­но­сти $Φ=0$, что яв­ля­ет­ся од­ним из Мак­свел­ла урав­не­ний и оз­на­ча­ет от­сут­ст­вие в при­ро­де маг­нит­ных за­ря­дов как ис­точ­ни­ков маг­нит­но­го по­ля. М. п. вхо­дит в за­кон элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции Фа­ра­дея (так­же со­от­вет­ст­вую­щий од­ному из урав­не­ний Мак­свел­ла), со­глас­но ко­то­ро­му из­ме­не­ние М. п. во вре­ме­ни при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию пе­ре­мен­но­го элек­трич. по­ля.

Замк­ну­тый коль­це­вой ток (как и вся­кий элек­трич. ток) соз­да­ёт маг­нит­ное по­ле, М. п. ко­то­ро­го че­рез лю­бую по­верх­ность, ог­ра­ни­чен­ную кон­ту­ром то­ка, не за­ви­сит от фор­мы этой по­верх­но­сти. Ес­ли та­кой ток про­те­ка­ет по обыч­но­му про­вод­ни­ку, то соз­да­вае­мый им маг­нит­ный по­ток Φ мо­жет при­ни­мать про­из­воль­ные зна­че­ния; он оп­ре­де­ля­ет­ся си­лой то­ка $I$ и ра­вен $Φ = LI$, где $L$ – ин­дук­тив­ность (или ко­эф. са­мо­ин­дук­ции) кон­ту­ра, зна­че­ние ко­то­рой за­ви­сит от раз­ме­ров и фор­мы кон­ту­ра, по ко­то­ро­му те­чёт замк­ну­тый коль­це­вой ток. Ес­ли же замк­ну­тый коль­це­вой ток про­те­ка­ет по сверх­про­во­дя­ще­му коль­цу про­из­воль­ной фор­мы, раз­ме­ры ко­то­ро­го пре­вы­ша­ют глу­би­ну про­ник­но­ве­ния δ маг­нит­но­го по­ля внутрь сверх­про­вод­ни­ка (для чис­тых ме­тал­лов, на­хо­дя­щих­ся в сверх­про­во­дя­щем со­стоя­нии, $δ$ по­ряд­ка 10^–7–10^–8 м), то М. п., вы­зван­ный та­ким сверх­про­во­дя­щим то­ком, мо­жет при­ни­мать толь­ко дис­крет­ные зна­че­ния, крат­ные кван­ту маг­нит­но­го по­то­ка $Φ_0 = \hbar /2e ≌ 2,1·10^{–15}$ Вб, где $\hbar$ – по­сто­ян­ная План­ка, $e$ – эле­мен­тар­ный элек­трич. за­ряд.

Еди­ни­цей из­ме­ре­ния М. п. в СИ яв­ля­ет­ся ве­бер (1Вб = 1Н·м/А = 1Дж/А); в сис­те­ме еди­ниц СГС – мак­свелл (1Мкс = 10^–8 Вб).