Поле токов вблизи плоских поверхностей ферромагнитных тел. Метод зеркальных изображений

 

Пусть около бесконечной плоскости, ограничивающей ферромагнитную среду, для которой примем ,расположен в воздухе параллельно плоскости провод с током i. Поверхность ферромагнитной среды является поверхностью равного магнитного потенциала, так как линии напряженности поля в воздухе к ней перпендикулярны.

Заменим мысленно ферромагнитную среду воздухом и током , являющимся зеркальным изображением в поверхности раздела действительного тока i. Ток примем равным току i и имеющим то же направление.

Рис. 4.17

 

Средняя плоскость между действительным током и его зеркальным изображением, совпадающая с поверхность раздела сред в действительной задаче, является плоскостью равного магнитного потенциала.

Приходим к выводу: поле прямолинейного тока i, проходящего в воздухе параллельно плоской поверхноститела из ферромагнитного материала, совпадает в воздухе с полем, которое образуется двумя токами — действительным током i и егозеркальным изображением в поверхности тела,в предположении, что ферромагнитная среда удалена

Величина напряженности магнитного поля провода одного равна:

,

где – расстояние от точки, в которой рассчитывается Напряжённость, до провода с током.

Напряжённость поля в некоторой точке получим по методу наложения как геометрическую сумму векторов и от каждого провода в отдельности.

 

Магнитное экранирование

 

Для защиты электроизмерительных приборов от влияния посторонних магнитных полей их помещают в массивные замкнутые или почти замкнутые оболочки из ферромагнитных материалов. Такие оболочки называют магнитными экранами. Поле внутри экрана оказывается ослабленным по сравнению с внешним полем.

Одним из возможных способов защиты от электромагнитных полей является помещение защищаемого объекта внутрь замкнутой или почти замкнутой оболочки из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью.

Рис. 4.18. Экран в магнитном поле

 

При постоянном поле, экранирующее действие обуславливается намагниченностью тела экрана. Иначе экранирующе действие определяется тем, что линии магнитной индукции внешнего поля, стремясь пройти по пути с наименьшим магнитным сопротивлением, почти не проникают в полость экрана (рис4.19). Напряжённость магнитного поля внутри такого экрана во много раз меньше, чем снаружи.

 

Рис.4.19

При простых формах экрана (шар, эллипсоид, длинный цилиндр) коэффициент экранирования, т.е. отношение напряженности поля внутри экрана к напряженности внешнего поля (без экрана) может быть найден аналитически — методом разделения переменных.

Вопросы для самопроверки

 

1. Как определяют векторный магнитный потенциал?

2.Везде ли можно определить скалярный магнитный потенциал?

3. Как изменяется Напряжённость магнитного поля при переходе из одной среды в другую?

4. В чем различие картин электрического поля заряженного проводника и магнитного поля проводника с постоянным током в нем?