ИНДУКЦИЯ(см.). В известных отношениях их можно представлять себе как совокупность положительного и отрицательного зарядов, расположенных на нек-ром расстоянии друг от друга. Под действием электрического поля эти молекулы ориентируются, как магнитные стрелки; стеень их ориентации тем больше, чем сильнее
Рис. 2.
внешнее электрическое поле и чем слабев дезориентирующее действие теплового движения.
В телах, лишенных диполей, квазиупругие силы препятствуют свободному перемещению зарядов. Вследствие этого смещение электрических зарядов в диэлектрике меньше, чем, в проводнике; они приходят в равновесие тогда, когда внешнее поле Еь, ослабленное полем Еа наведенных зарядов до величины Еь — Еа, уравновесится действием теплового движения или квазиупругими силами диэлектрика; в этом случае Е = Еь — Еа = 0. Схема электростатической индукции в диэлектриках представлена на рис. 2;
Внешнее поле Е вызывает смещение, или вращение, электрических зарядов в веществе. Смещение это, конечно, чрезвычайно мало, много меньше размеров молекулы. Пусть компонента смещения по направлению поля будет $, а плотность зарядов в веществе, т. е. количество их, приходящееся на 1 см8, будет д. Выделим мысленно в диэлектрике кубик с ребром в 1 см. [[БСЭ-1 Том 28. Империалистическая война - Интерполяция (1937)-2.pdf/Тогда на грани этого кубика, перпендикулярной к направлению внешнего поля, появится заряд, равный р = $|Тогда на грани этого кубика, перпендикулярной к направлению внешнего поля, появится заряд, равный р = $]]. д.
$ во многих случаях можно считать пропорциональным полю Е. В таком случае P = fcE, (1) где к есть коэффициент пропорциональности. Величина Р называется ^поляризацией вещества тела, a к — коэффи__ ___ циентом электрической поляризации.
+ Поляризация Р в изотропном теле есть т I вектор, направление его совпадает с + направлением поля Е.
+ Представим себе в поляризованном i + 2 Р__теле узкую пластинку, ограниченную + Z — двумя плоскостями, перпендикулярны+ ми поляризации Р (рис. 3); сила, дей+ ствующая между такими плоскостями, + _ вычисляется, как напряжение поля ме----- ----жду обкладками конденсатора с плотРис. 3. костью электричества Р; она равна 4яР; если сюда еще прибавить напряженность поля от внешних зарядов Е, то получим вектор В=Е + 4лР, (2) к-рый называется диэлектрической И. Подставляя сюда Р из формулы (1), найдем, что 1> = вЕ, (3) где е=14—4л&.
(4) Величина в называется диэлектрич. постоянной. — Для пустоты в = 1, для всех других тел в постоянном поле в — больше 1. В большинстве случаев к и в почти не зависят от силы поля и в то же время весьма сложным образом связаны с временем его воздействия, его периодом и т. п.
в ферромагнитных и парамагнитных телах обусловливается поворачиванием в магнитном поле ~S]|N ' S| магнитных диполей, р-| "si IN s| т. е. веберовских элементарных магнитиРис 4 ков, образуемых движущимися в атомах электронами. Магнитная индукция и поляризация аналогичны соответствующим электрическим процессам в веществах с электрическими диполями. На рис. 4, аналогичном рис. 2, представлена бхема магнитной индукции.
Магнитная И.Величина магнитной поляризации называется чаще напряженностью или интенсивностью намагничения и обозначается буквой Z, магнитная индукция обозначается буквой В. Мы для них имеем аналогично формулам для индукции в диэлектриках: Z=feH (Г) В = 4лГ +Н (2') В = дН (3') Д = 1 + 4я&.
(4') Здесь Н — магнитное поле, к — магнитная восприимчивость и (л — магнитная проницаемость (соответствующие коэффициенту электрической поляризации и диэлектрической постоянной в электричестве). Только у диамагнитных тел ц меньше 1, у парамагнитных тел она на миллионные доли больше 1, а у ферромагнитных (железо, никель, кобальт и их сплавы) — в постоянном поле ц достигает сотен, а иногда и многих тысяч единиц. Намагничение 1 в ферромагнитных телах уже в полях умеренной силы весьма быстро приближается к насыщению, отчего И., возраставшая в слабых полях весьма быстро, потом растет медленнее. Магнитная И. обнаруживает гистерезис (см.), т. е. при уменьшении поля имеет ббльшие значения, чем при возрастании поля. -*-И. есть вектор; поток этого вектора через площадь 8 называется потоком И. и обозначается через N или Ф. Если D или В перпендикулярны 8, то АТ = В«8; Ф = В — 8.
(5) Часто поток И. измеряется числом линий И. В таком случае в или д есть отношение числа линий И. к числу силовых линий в данном веществе. Если источником потока является заряд д, то N = 4nq (6) (теорема Гаусса). N не зависит от е.
. В 1930 было решено единицу силы магнитного поля в электромагнитной системе CGS называть эрштедом (раньше она называлась гауссом). Название гаусс сохранили за единицей магнитной И. в той же системе единиц.
В воздухе, у к-рого д = 1, число гауссов И. равно числу эрштедов силы поля. В общем случае В (гаусс) = [л х Н (эрштедов). Поток И. через площадь S, перпендикулярную к потоку, определяется числом максвелл N ; N (максвелл) = В (гаусс) х В (ел2). Практической единицей магнитного потока служит промаксвелл — величина в 108 раз большая.
Электромагнитная И. При движении проводника в магнитном поле (напр., при движении проводника АВ между полюсами магнита NS на рис. 5) или при движении магнита около проводника в проводнике возникает электродвижущая сила, а если контур проводника замкнут, то в нем появляется и электрический ток. При этом оказывается, что возникающее
Рис. 5.
напряжение Е прямо пропорционально скорости изменения числа N линий магнитного потока И., проходящих через контур проводника:
(Ъ Е выражается в вольтах, если N выражено в промаксвеллах, т. е. в сотнях миллионов максвелл. Из этого выражения следует, что если контур движется вдоль магнитных силовых линий, т. е. поток И. через Него остается неизменным = о), то никакой индукции не
