МАГНИ́ТНЫЙ ПОТО́К
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
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).