Магнитное поле создаётся движущимися зарядами, проводниками с током и намагниченными телами.

Пробным элементом для изучения свойств магнитного поля является бесконечно маленькая магнитная стрелка или замкнутый плоский контур с током (рамка с током), линейные размеры которого малы по сравнению с расстоянием до токов, образующих магнитное поле.

Основным свойством неизменного во времени магнитного поля является силовое воздействие его как на движущиеся в нем заряженные тела, так и на проводники с электрическим током (неподвижный электрический заряд, находящийся в магнитном поле, не испытывает никакого воздействия с его стороны).

Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции . Пробный контур (рамка с током), помещенный в магнитное поле, испытывает со стороны поля действие вращающего момента сил . Опытным путем было установлено, что для одной и той же точки магнитного поля максимальный вращающий момент сил пропорционален произведению силы тока в контуре на его площадь S. Величину IS называют магнитным моментом контура :

(1.1)

Магнитный момент величина векторная. Его направление совпадает с направлением положительной нормали к плоскости контура.

,

где – единичный вектор нормали к плоскости контура.

Е д и н и ц а Р - А м² (ампер–квадратный метр).

Рис.1.1

Положительное направление нормали совпадает с направлением перемещения буравчика с правой нарезкой, вращаемого в направлении тока (рис.1.1).

За направление магнитного поля в месте расположения рамки принимают то направление, вдоль которого расположится положительная нормаль к рамке.

Если в данную точку магнитного поля помещать рамки с различными магнитными моментами, то на них действуют различные вращающие моменты сил, однако отношение ( - максимальный вращающий момент сил) для всех контуров одно и то же и поэтому может служить характеристикой исследуемого магнитного поля. Эту величину называют магнитной индукцией

Е д и н и ц а В – Тл (тесла), 1Тл = .

1 Тл– магнитная индукция такого однородного магнитного поля, в котором на контур площадью 1 м при силе тока 1А действует со стороны поля максимальный вращающий момент сил

1 Н·м.

В отличие от электростатического поля магнитное поле имеет только одну (силовую) характеристику – индукцию .

В диэлектриках, помимо силовой характеристики электрического поля , введена вспомогательная физическая величина – вектор электрического смещения . Для магнетиков вводится вспомогательная величина – напряженность магнитного поля . Магнетики – это вещества, изменяющие магнитные поля, в которые они вносятся.

Индукция и напряженность магнитного поля (для однородной изотропной среды) связаны соотношением

, (1.3)

где = - магнитная постоянная;

– относительная магнитная проницаемость среды, безразмерная величина, зависящая от химической природы вещества и показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в данной однородной изотропной среде больше, чем в вакууме:

. (1.4)

Из формулы (в случае вакуума μ = 1), получим

. (1.5)

Для ферромагнетиков зависит от напряженности внешнего магнитного поля, т.е. между В и Н существует нелинейная зависимость (см. график на рис. 4.3). Из формулы (1.3):

. (1.6)

Е д и н и ц а Н – А/м (ампер на метр).