Magnetno polje ravne žice in solenoida. Atomski tokovi
Dober dan vsem. V zadnjem članku sem govoril o magnetnem polju in se malo zadržal na njegovih parametrih. Ta članek nadaljuje temo magnetnega polja in je posvečen takemu parametru, kot je magnetna indukcija. Za poenostavitev teme bom govoril o magnetnem polju v vakuumu, saj imajo različne snovi različne magnetne lastnosti, zato je treba upoštevati njihove lastnosti.
Biot-Savart-Laplaceov zakon
Kot rezultat študije magnetnih polj, ki jih ustvarja električni tok, so raziskovalci prišli do naslednjih zaključkov:
- magnetna indukcija, ki jo ustvari električni tok, je sorazmerna z jakostjo toka;
- magnetna indukcija je odvisna od oblike in velikosti prevodnika, skozi katerega teče električni tok;
- magnetna indukcija na kateri koli točki magnetnega polja je odvisna od lokacije te točke glede na prevodnik s tokom.
Francoska znanstvenika Biot in Savard, ki sta prišla do takšnih zaključkov, sta se obrnila k velikemu matematiku P. Laplaceu, da bi posplošil in izpeljal osnovni zakon magnetne indukcije. Domneval je, da lahko indukcijo na kateri koli točki magnetnega polja, ki ga ustvari prevodnik s tokom, predstavimo kot vsoto magnetnih indukcij elementarnih magnetnih polj, ki jih ustvari elementarni odsek prevodnika s tokom. Ta hipoteza je postala zakon magnetne indukcije, imenovan Biot-Savart-Laplaceov zakon. Za upoštevanje tega zakona upodobimo prevodnik s tokom in magnetno indukcijo, ki jo ustvarja
Magnetna indukcija dB, ki jo ustvari elementarni odsek prevodnika dl.
Nato magnetna indukcija dB elementarno magnetno polje, ki ga ustvari odsek prevodnika dl, s tokom jaz na poljubni točki R bo določen z naslednjim izrazom
kjer je I tok, ki teče skozi prevodnik,
r je vektor polmera, potegnjen od prevodnega elementa do točke magnetnega polja,
dl je minimalni element prevodnika, ki ustvarja indukcijo dB,
k - koeficient sorazmernosti, odvisno od referenčnega sistema, v SI k = μ 0 / (4π)
Kot je vektorski produkt, potem bo končni izraz za osnovno magnetno indukcijo videti takole
Tako vam ta izraz omogoča, da najdete magnetno indukcijo magnetnega polja, ki ga ustvari prevodnik s tokom poljubne oblike in velikosti z integracijo desne strani izraza
kjer simbol l pomeni, da se integracija zgodi po celotni dolžini prevodnika.
Magnetna indukcija ravnega prevodnika
Kot veste, najpreprostejše magnetno polje ustvari ravni prevodnik, skozi katerega teče električni tok. Kot sem rekel v prejšnjem članku, so črte sile danega magnetnega polja koncentrični krogi, ki se nahajajo okoli prevodnika.
Za določitev magnetne indukcije AT ravna žica na točki R uvedemo nekaj zapisov. Od točke R je na daljavo b od žice, nato razdaljo od katere koli točke žice do točke R je definiran kot r = b/sinα. Nato najkrajša dolžina prevodnika dl se lahko izračuna iz naslednjega izraza
Posledično bo zakon Biot-Savart-Laplace za ravno žico neskončne dolžine imel obliko
kjer je I tok, ki teče skozi žico,
b je razdalja od središča žice do točke, kjer se izračuna magnetna indukcija.
Zdaj preprosto integriramo nastali izraz dα v razponu od 0 do π.
Tako bo videti končni izraz za magnetno indukcijo ravne žice neskončne dolžine
I je tok, ki teče skozi žico,
b je razdalja od središča prevodnika do točke, kjer se meri indukcija.
Obročna magnetna indukcija
Indukcija ravne žice je majhne vrednosti in se z oddaljenostjo od vodnika zmanjšuje, zato se v praktičnih napravah praktično ne uporablja. Najpogosteje uporabljena magnetna polja ustvarja žica, navita na nekakšen okvir. Zato se takšna polja imenujejo magnetna polja krožnega toka. Najpreprostejše takšno magnetno polje ima električni tok, ki teče skozi prevodnik, ki ima obliko kroga s polmerom R.
V tem primeru sta praktičnega interesa dva primera: magnetno polje v središču kroga in magnetno polje v točki P, ki leži na osi kroga. Poglejmo prvi primer.
V tem primeru vsak tokovni element dl ustvari osnovno magnetno indukcijo dB v središču kroga, ki je pravokotna na konturno ravnino, potem bo zakon Biot-Savart-Laplace videti tako
Ostaja le še integrirati nastali izraz po celotnem obodu
kjer je μ 0 magnetna konstanta, μ 0 = 4π 10 -7 H/m,
I - jakost toka v prevodniku,
R je polmer kroga, v katerega je zavit prevodnik.
Razmislite o drugem primeru, ko točka, na kateri se izračuna magnetna indukcija, leži na ravni črti X, ki je pravokotna na ravnino, ki jo omejuje krožni tok.
V tem primeru indukcija na točki R bo vsota osnovnih indukcij dB X, ki pa je projekcija na os X elementarna indukcija dB
Z uporabo zakona Biot-Savart-Laplace izračunamo velikost magnetne indukcije
Zdaj ta izraz integriramo po celotnem obodu
kjer je μ 0 magnetna konstanta, μ 0 = 4π 10 -7 H/m,
I - jakost toka v prevodniku,
R je polmer kroga, v katerega je zavit vodnik,
x je razdalja od točke, kjer se izračuna magnetna indukcija, do središča kroga.
Kot je razvidno iz formule za x \u003d 0, dobljeni izraz gre v formulo za magnetno indukcijo v središču krožnega toka.
Kroženje vektorja magnetne indukcije
Za izračun magnetne indukcije preprostih magnetnih polj zadostuje Biot-Savart-Laplaceov zakon. Vendar pa se bo z bolj zapletenimi magnetnimi polji, na primer magnetnim poljem solenoida ali toroida, število izračunov in okornost formul znatno povečalo. Za poenostavitev izračunov je uveden koncept kroženja vektorja magnetne indukcije.
Predstavljajte si neko konturo l, ki je pravokotna na tok jaz. Na kateri koli točki R dano vezje, magnetna indukcija AT usmerjen tangencialno na to konturo. Nato produkt vektorjev dl in AT je opisan z naslednjim izrazom
Od kota dφ dovolj majhna, nato vektorji dl B je definirana kot dolžina loka
Tako, če poznamo magnetno indukcijo ravnega prevodnika v dani točki, lahko izpeljemo izraz za kroženje vektorja magnetne indukcije
Zdaj je ostalo še integrirati nastali izraz po celotni dolžini konture
V našem primeru vektor magnetne indukcije kroži okoli enega toka, v primeru več tokov pa se izraz za kroženje magnetne indukcije spremeni v zakon skupnega toka, ki se glasi:
Kroženje vektorja magnetne indukcije v zaprti zanki je sorazmerno z algebraično vsoto tokov, ki jih ta zanka pokriva.
Magnetno polje solenoida in toroida
Z uporabo zakona skupnega toka in kroženja vektorja magnetne indukcije je precej enostavno določiti magnetno indukcijo tako zapletenih magnetnih polj, kot sta solenoid in toroid.
Solenoid je valjasta tuljava, ki je sestavljena iz številnih zavojev prevodnika, ki se navije na cilindrični okvir. Magnetno polje solenoida je dejansko sestavljeno iz številnih magnetnih polj krožnega toka s skupno osjo, pravokotno na ravnino vsakega krožnega toka.
Uporabimo kroženje vektorja magnetne indukcije in si predstavljamo kroženje vzdolž pravokotne konture 1-2-3-4 . Potem bo kroženje vektorja magnetne indukcije za to vezje imelo obliko
Ker na parcelah 2-3 in 4-1 vektor magnetne indukcije je pravokoten na konturo, potem je cirkulacija nič. Lokacija vklopljena 3-4 , ki je bistveno odstranjen od solenoida, potem ga lahko tudi zanemarimo. Potem bo ob upoštevanju zakona skupnega toka magnetna indukcija v solenoidu dovolj velike dolžine imela obliko
kjer je n število zavojev elektromagnetnega prevodnika na enoto dolžine,
I je tok, ki teče skozi solenoid.
Toroid nastane z navijanjem prevodnika okoli obročastega okvirja. Ta zasnova je enakovredna sistemu številnih enakih krožnih tokov, katerih središča se nahajajo v krogu.
Kot primer si oglejte toroid s polmerom R, na katerem je navit N zavoji žice. Okoli vsakega zavoja žice naredite obris polmera r, središče te konture sovpada s središčem toroida. Ker vektor magnetne indukcije B je usmerjen tangencialno na konturo na vsaki točki konture, potem bo kroženje vektorja magnetne indukcije imelo obliko
kjer je r polmer konture magnetne indukcije.
Vezje, ki poteka znotraj toroida, pokriva N zavojev žice s tokom I, potem bo zakon skupnega toka za toroid izgledal tako
kjer je n število zavojev prevodnika na enoto dolžine,
r je polmer konture magnetne indukcije,
R je polmer toroida.
Tako je z uporabo zakona skupnega toka in kroženja vektorja magnetne indukcije mogoče izračunati poljubno kompleksno magnetno polje. Vendar pa celotni veljavni zakon daje pravilne rezultate le v vakuumu. Pri izračunu magnetne indukcije v snovi je treba upoštevati tako imenovane molekularne tokove. O tem bo govora v naslednjem članku.
Teorija je dobra, a brez praktične uporabe so samo besede.
Izračunajmo indukcijo magnetnega polja, ki ga ustvari premočrtni prevodnik s tokom v poljubni točki M. Prevodnik miselno razdelimo na osnovne majhne dolžine. Po pravilu gimleta na točki M vektorji vseh trenutnih elementov imajo isto smer - onstran ravnine figure. Zato je mogoče seštevanje vektorjev nadomestiti z dodajanjem njihovih modulov in
. (3)
Za integracijo potrebujete spremenljivke , in izrazite z eno od njih. Izberimo kot kot integracijsko spremenljivko. sonce- obstaja lok kroga s polmerom r s središčem v točki, ki je enaka (glej sliko). Izrazite iz pravokotnega trikotnika ABC: . Če ta izraz nadomestimo v (3), dobimo 
. Iz trikotnika AOM definiraj , kjer je najkrajša razdalja od točke polja do toka. Potem
.
Integriranje zadnjega izraza po vseh trenutnih elementih, kar je enakovredno integraciji od do, najdemo .
Tako bo indukcija magnetnega polja, ki ga ustvari pravolinijski tok končne dolžine, enaka
.
V prihodnosti bom predstavil koncept vektorja magnetnega polja , ki je povezan z indukcijo magnetnega polja z razmerjem , , kjer je magnetna prepustnost medija. Za vakuum, za zrak. Potem bo moč magnetnega polja, ki ga ustvari prevodnik končne dolžine, enaka
.
Za pravokotni prevodnik neskončne dolžine so koti in enaki , , in izraz v oklepajih prevzame vrednost . Zato sta indukcija in jakost magnetnega polja, ki ga ustvari ravni prevodnik s tokom neskončne dolžine, enaki oz.
Magnetno polje krožnega toka
 |
Kot drugo uporabo zakona Biot - Savart - Laplace izračunamo indukcijo in jakost magnetnega polja na osi krožnega toka. Označimo polmer kroga prevodnika s tokom skozi , razdaljo od središča krožnega toka do preučevane točke polja skozi h. Iz vseh elementov toka se oblikuje stožec vektorjev in enostavno je ugotoviti, da bo nastali vektor v točki usmerjen vodoravno vzdolž osi. Da bi našli modul vektorja, je dovolj, da dodamo projekcije vektorjev na os. Vsaka taka projekcija ima obliko
,
kjer se upošteva, da je kot med vektorjema in je enak , zato je sinus enak eni. Ta izraz integriramo v vse
.
Integral - je obseg prevodnika s tokom, torej
.
Glede na to pišemo
in z uporabo Pitagorovega izreka dobimo,
,
in za jakost magnetnega polja
.
Magnetna indukcija in jakost magnetnega polja v središču krožnega toka ( , ) sta
Interakcija vzporednih prevodnikov s tokom.
Enota toka.
Najdimo silo na enoto dolžine, s katero delujeta dve vzporedni neskončno dolgi žici s tokovi in medsebojno v vakuumu, če je razdalja med žicama enaka . Vsak element toka je v magnetnem polju toka, in sicer v polju. Kot med posameznim trenutnim elementom in vektorjem polja je 90°.
Nato po Amperovem zakonu na odsek prevodnika s tokom deluje sila
,
in na enoto dolžine prevodnika bo ta sila enaka
 |
Za silo, ki deluje na enoto dolžine prevodnika s tokom, se izkaže enak izraz. In končno. Z določitvijo smeri vektorja po pravilu desnega vijaka in smeri Amperove sile po pravilu leve roke bomo poskrbeli, da bodo tokovi enakomerno usmerjeni, se privlačijo, nasprotno usmerjeni pa odbijajo.
Če enaki tokovi tečejo skozi vodnike, ki se nahajajo na razdalji, potem sile, enake ali delujejo na vsak meter dolžine prevodnikov, glede na to, da 
, dobimo, in gostota vrstic bi bila sorazmerna z modulom vektorja ali v drugem zapisu .
To pomeni, da magnetno polje nima virov (magnetnih nabojev). Magnetno polje ne ustvarjajo magnetni naboji (ki jih v naravi ni), temveč električni tokovi. Ta zakon je temeljni: ne velja le za konstantna, temveč tudi za spremenljiva magnetna polja.
Razmislite o ravnem vodniku (slika 3.2), ki je del zaprtega električnega tokokroga. Po zakonu Biot-Savart-Laplace je vektor magnetne indukcije 
polje, ustvarjeno na točki AMPAK element 
prevodnik s tokom jaz,
ima pomen 
, kje 
- kot med vektorji 
in 
. Za vse parcele 
ta prevodni vektorji 
in 
ležijo v ravnini risbe, torej na točki AMPAK vsi vektorji 
ki jih ustvari vsak odsek 
, usmerjen pravokotno na ravnino risbe (na nas). Vektor 
določa načelo superpozicije polj:
,
njen modul je:
.
Označi razdaljo od točke AMPAK do dirigenta 
. Razmislite o delu vodnika 
. Iz točke AMPAK narisati lok ZD polmer 
,
je majhna, torej 
in 
. Iz risbe je razvidno, da 
;
, ampak 
(CD=
) Torej imamo:
.
Za 
dobimo:
kje 
in 
- vrednosti kotov za skrajne točke prevodnika MN.
Če je prevodnik neskončno dolg, potem 
,
. Potem
indukcija na vsaki točki magnetnega polja neskončno dolgega pravokotnega prevodnika s tokom je obratno sorazmerna z najkrajšo razdaljo od te točke do prevodnika.
3.4. Magnetno polje krožnega toka
Razmislite o krožni zanki s polmerom R skozi katero teče tok jaz
(slika 3.3) .
Po zakonu Biot-Savart-Laplace, indukcija 
polje, ustvarjeno na točki O element 
tuljava s tokom je enak:
,
in 
, Zato 
, in 
. Glede na to dobimo:
.
Vsi vektorji 
usmerjena pravokotno na ravnino risbe proti nam, torej indukcija
napetost 
.
Naj bo S- območje, ki ga pokriva krožna tuljava, 
. Nato magnetna indukcija na poljubni točki na osi krožne tuljave s tokom:
,
kje 
je razdalja od točke do površine tuljave. Znano je, da 
je magnetni moment tuljave. Njegova smer sovpada z vektorjem 
na kateri koli točki na osi tuljave, tako 
, in 
.
Izraz za 
po videzu podoben izrazu za električni premik v točkah polja, ki ležijo na osi električnega dipola dovolj daleč od njega:
.
Zato se magnetno polje obročnega toka pogosto obravnava kot magnetno polje nekega pogojnega "magnetnega dipola", pozitivni (severni) pol se šteje za stran ravnine tuljave, iz katere izstopajo magnetne črte sile, in negativna (južna) - tista, v katero vstopajo.
Za trenutno zanko, ki ima poljubno obliko:
,
kje 
- vektor enote zunanje normale na element 
površine S,
omejena kontura. V primeru ravne konture, površina S
– ravno in vsi vektorji 
tekmo.
3.5. Magnetno polje magneta
Solenoid je valjasta tuljava z velikim številom zavojev žice. Tuljave solenoida tvorijo vijačnico. Če so zavoji tesno razporejeni, lahko solenoid obravnavamo kot sistem serijsko povezanih krožnih tokov. Ti zavoji (tokovi) imajo enak polmer in skupno os (slika 3.4).
Razmislite o odseku solenoida vzdolž njegove osi. Krogi s piko bodo označevali tokove, ki prihajajo izza ravnine risbe do nas, krog s križem pa tokove, ki gredo izven ravnine risbe, od nas. L je dolžina solenoida, n
–
število zavojev na enoto dolžine solenoida; -
R- polmer zavoja. Upoštevajte točko AMPAK leži na osi 
solenoid. Jasno je, da je magnetna indukcija 
na tej točki je usmerjen vzdolž osi 
in je enak algebraični vsoti indukcij magnetnih polj, ki jih na tej točki ustvarijo vsi zavoji.
Nariši iz točke AMPAK polmer - vektor 
na katero koli nit. Ta polmerni vektor se oblikuje z osjo 
injekcija α
. Tok, ki teče skozi to tuljavo, nastane na točki AMPAK magnetno polje z indukcijo 
.
Upoštevajte majhno območje 
solenoid, ima 
obrne. Ti zavoji so ustvarjeni na točki AMPAK magnetno polje, katerega indukcija
.
Jasno je, da je razdalja vzdolž osi od točke AMPAK na spletno mesto 
enaka 
; potem 
.Očitno 
, potem
Magnetna indukcija polj, ki jih ustvarijo vsi zavoji na točki AMPAK je enako
Jakost magnetnega polja v točki AMPAK
.
Iz sl.3. 4 najdemo: 
;
.
Tako je magnetna indukcija odvisna od položaja točke AMPAK na osi solenoida. ona je
največ na sredini solenoida:
.
Če L>>
R, potem lahko solenoid v tem primeru štejemo za neskončno dolg 
,
,
,
; potem
;
.
Na enem koncu dolgega solenoida 
,
oz 
;
,
,
.
Če magnetno iglo pripeljemo do ravnega vodnika s tokom, bo ta težila k temu, da postane pravokotna na ravnino, ki poteka skozi os prevodnika in središče vrtenja puščice (slika 67). To kaže, da na iglo delujejo posebne sile, ki se imenujejo magnetne. Z drugimi besedami, če električni tok teče skozi prevodnik, se okoli prevodnika pojavi magnetno polje. Magnetno polje lahko obravnavamo kot posebno stanje prostora, ki obdaja prevodnike s tokom.
Če skozi kartico speljete debel prevodnik in skoznje speljete električni tok, se bodo jekleni opilki, posuti po kartonu, nahajali okrog prevodnika v koncentričnih krogih, ki so v tem primeru tako imenovane magnetne črte (slika 68). Karton lahko premikamo navzgor ali navzdol po prevodniku, vendar se lokacija jeklenih opilkov ne bo spremenila. Zato nastane magnetno polje okoli prevodnika po celotni dolžini.
Če postavite majhne magnetne puščice na karton, potem s spreminjanjem smeri toka v prevodniku lahko vidite, da se bodo magnetne puščice obrnile (slika 69). To kaže, da se smer magnetnih linij spreminja s smerjo toka v prevodniku.
Magnetno polje okoli prevodnika s tokom ima naslednje značilnosti: magnetne črte pravokotnega prevodnika so v obliki koncentričnih krogov; bližje prevodniku, gostejše so magnetne črte, večja je magnetna indukcija; magnetna indukcija (intenzivnost polja) je odvisna od velikosti toka v prevodniku; smer magnetnih linij je odvisna od smeri toka v prevodniku.
Za prikaz smeri toka v prevodniku, prikazanem v razdelku, je sprejet simbol, ki ga bomo uporabljali v prihodnosti. Če miselno postavimo puščico v prevodnik v smeri toka (slika 70), potem bomo v prevodniku, v katerem je tok usmerjen stran od nas, videli rep perja puščice (križ); če je tok usmerjen proti nam, bomo videli konico puščice (točko).
Smer magnetnih črt okoli prevodnika s tokom lahko določimo s "pravilom vrča". Če se v smeri toka pomika naprej odvap (vadič) z desnim navojem, bo smer vrtenja ročaja sovpadala s smerjo magnetnih črt okoli prevodnika (slika 71).
riž. 71. Določanje smeri magnetnih črt okoli prevodnika s tokom po "pravilu gimleta"
Magnetna igla, vstavljena v polje prevodnika s tokom, se nahaja vzdolž magnetnih linij. Zato lahko za določitev njegove lokacije uporabite tudi "Gimletovo pravilo" (slika 72).
riž. 72. Določanje smeri odstopanja magnetne igle, ki jo pripeljemo do prevodnika s tokom, po "pravilu gimleta"
Magnetno polje je ena najpomembnejših manifestacij električnega toka in ga ni mogoče pridobiti neodvisno in ločeno od toka.
Pri trajnih magnetih magnetno polje povzroča tudi gibanje elektronov, ki sestavljajo atome in molekule magneta.
Intenzivnost magnetnega polja na vsaki njeni točki je določena z velikostjo magnetne indukcije, ki jo običajno označujemo s črko B. Magnetna indukcija je vektorska količina, torej zanjo ni značilna le določena vrednost, ampak tudi z določeno smerjo na vsaki točki magnetnega polja. Smer vektorja magnetne indukcije sovpada s tangento na magnetno črto v dani točki polja (slika 73).
Kot rezultat posploševanja eksperimentalnih podatkov sta francoska znanstvenika Biot in Savard ugotovila, da je magnetna indukcija B (intenzivnost magnetnega polja) na razdalji r od neskončno dolgega pravokotnega prevodnika s tokom določena z izrazom
kjer je r polmer kroga, vlečenega skozi obravnavano točko polja; središče kroga je na osi prevodnika (2πr je obseg);
I - količina toka, ki teče skozi prevodnik.
Vrednost μ a, ki označuje magnetne lastnosti medija, se imenuje absolutna magnetna prepustnost medija.
Za praznino ima absolutna magnetna prepustnost minimalno vrednost in običajno jo označimo z μ 0 in jo imenujemo absolutna magnetna prepustnost praznine.
1 h = 1 ohm⋅sek.
Razmerje μ a / μ 0 , ki kaže, kolikokrat je absolutna magnetna prepustnost danega medija večja od absolutne magnetne prepustnosti praznine, se imenuje relativna magnetna permeabilnost in je označena s črko μ.
V mednarodnem sistemu enot (SI) so sprejete merske enote magnetne indukcije B - tesla ali weber na kvadratni meter (t, wb / m 2).
V inženirski praksi se magnetna indukcija običajno meri v gausih (gauss): 1 t = 10 4 gauss.
Če so vektorji magnetne indukcije na vseh točkah magnetnega polja enaki po velikosti in vzporedni drug z drugim, se takšno polje imenuje homogeno.
Zmnožek magnetne indukcije B in velikosti površine S, pravokotno na smer polja (vektor magnetne indukcije), se imenuje pretok vektorja magnetne indukcije ali preprosto magnetni tok in je označen s črko Φ ( Slika 74):
V mednarodnem sistemu je merska enota za magnetni tok weber (wb).
V inženirskih izračunih se magnetni tok meri v maxwells (µs):
1 wb \u003d 10 8 μs.
Pri izračunu magnetnih polj se uporablja tudi količina, imenovana jakost magnetnega polja (označena H). Magnetna indukcija B in jakost magnetnega polja H sta povezani z razmerjem
Merska enota za jakost magnetnega polja H je amper na meter (a/m).
Moč magnetnega polja v homogenem mediju, pa tudi magnetna indukcija, je odvisna od velikosti toka, števila in oblike prevodnikov, skozi katere teče tok. Toda za razliko od magnetne indukcije jakost magnetnega polja ne upošteva vpliva magnetnih lastnosti medija.
Ali je velikost indukcije magnetnega polja odvisna od medija, v katerem nastane? Da bi odgovorili na to vprašanje, naredimo naslednji poskus. Najprej določimo silo (glej sliko 117), s katero magnetno polje deluje na prevodnik s tokom v zraku (načeloma je treba to narediti v vakuumu), nato pa silo magnetnega polja na ta prevodnik. , na primer v vodi, ki vsebuje prah železovega oksida (posoda je na sliki prikazana s črtkano črto). V mediju železovega oksida magnetno polje deluje na prevodnik s tokom z večjo silo. V tem primeru je velikost indukcije magnetnega polja večja. Obstajajo snovi, kot so srebro, baker, v katerih je manj kot v vakuumu. Velikost indukcije magnetnega polja je odvisna od okolja, v katerem nastane.
Vrednost, ki kaže, kolikokrat je indukcija magnetnega polja v danem mediju večja ali manjša od indukcije magnetnega polja v vakuumu, se imenuje magnetna prepustnost medija.Če je indukcija magnetnega polja medija B, vakuum pa B 0, potem je magnetna prepustnost medija
Magnetna prepustnost medija μ je brezdimenzionalna količina. Za različne snovi je drugačen. Torej, za blago jeklo - 2180, zrak - 1,00000036, baker - 0,999991 . To je zato, ker so različne snovi v magnetnem polju različno magnetizirane.
Ugotovimo, od česa je odvisna indukcija magnetnega polja enosmernega prevodnika s tokom. Blizu pravokotnega preseka A tuljave žice (slika 122) postavimo indikator C indukcije magnetnega polja. Vklopimo tok. Magnetno polje odseka A, ki deluje na okvir indikatorja, ga vrti, kar povzroči, da puščica odstopa od ničelnega položaja. S spreminjanjem jakosti toka v okvirju z reostatom opazimo, da kolikokrat se tok v prevodniku poveča, se odstopanje indikatorske puščice poveča za enako količino: V~I.
Če pustite trenutno moč nespremenjeno, bomo povečali razdaljo med prevodnikom in okvirjem. Glede na navedbo indikatorja opazimo, da je indukcija magnetnega polja obratno sorazmerna z razdaljo od prevodnika do točke preučevanega polja: V~ I / R. Velikost indukcije magnetnega polja je odvisna od magnetnih lastnosti medija – od njegove magnetne prepustnosti. Večja kot je magnetna prepustnost, večja je indukcija magnetnega polja: B~μ.
Teoretično in z natančnejšimi poskusi so francoski fiziki Biot, Savard in Laplace ugotovili, da je vrednost indukcije magnetnega polja ravne žice majhnega preseka v homogenem mediju z magnetno prepustnostjo μ na razdalji R od nje enaka
Tukaj je μ 0 magnetna konstanta. Poiščite njegovo številčno vrednost in ime v sistemu SI. Ker je indukcija magnetnega polja hkrati enaka 
potem, če izenačimo ti dve formuli, dobimo
Od tod magnetna konstanta Iz definicije ampera vemo, da so odseki vzporednih prevodnikov z dolžino l = 1 m, biti na daljavo R = 1 m drug od drugega, medsebojno delujejo s silo F \u003d 2 * 10 -7 n, ko tok teče skozi njih I = 1 a. Na podlagi tega izračunamo μ 0 (ob predpostavki μ = 1):
In zdaj ugotovimo, od česa je odvisna indukcija magnetnega polja znotraj tuljave s tokom. Sestavimo električni tokokrog (slika 123). Z namestitvijo okvirja indikatorja indukcije magnetnega polja znotraj tuljave zapremo vezje. Če povečamo jakost toka za 2, 3 in 4-krat, opazimo, da se indukcija magnetnega polja znotraj tuljave poveča za enako količino: V~I.
Ko določimo indukcijo magnetnega polja znotraj tuljave, bomo povečali število zavojev na enoto njene dolžine. Za to zaporedno povežemo dve enaki tuljavi in eno od njiju vstavimo v drugo. Z reostatom nastavimo prejšnjo jakost toka. Pri enaki dolžini tuljave l se je število zavojev n v njej podvojilo in posledično se je število zavojev na enoto dolžine tuljave podvojilo.