磁感線的物理定義
磁感線又叫磁力線,是形象描繪磁場分布的一些曲線,曲線上每一點的切線方向都和這點的磁場方向一致。磁感應強度的方向與該點的磁力線切線方向相同,其大小與磁力線的密度成正比。了解磁力線的基本特點是掌握和分析磁路的的基礎 。
磁力線是人為的假設的曲線。磁力線有無數(shù)條,磁力線是立體的,所有的磁力線都不交叉,磁力線總是從N極出發(fā),進入與其最鄰近的S極并形成。這些假設的曲線基于一個有趣的小實驗,這個實驗只需要一個條形磁鐵,一些鐵屑在一塊平板玻璃上就可以展示。
磁力線都是閉合的,參見電磁學中的磁通連續(xù)性定理。
同電流類似,磁力線總是走磁阻最小(磁導率最大)的路徑,因此磁力線通常呈直線或曲線,不存在呈直角拐彎的磁力線。任意二條同向磁力線之間相互排斥,因此不存在相交的磁力線。
當鐵磁材料未飽和時,磁力線總是垂直于鐵磁材料的極性面。當鐵磁材料飽和時,磁力線在該鐵磁材料中的行為與在非鐵磁性介質(如空氣、鋁、銅等)中一樣。由于磁力線具有這樣的基本特性,因此介質的磁化狀態(tài)取決于介質的磁學特性和幾何形狀。顯而易見,在通常情況下,介質都處于非均勻磁化狀態(tài),也就是說通常介質內部的磁力線都成曲線狀態(tài)且分布不均勻;另外,由于在自然界雖存在電的絕緣體,但不存在磁的絕緣體(除超導體物質),使得通常的磁路都存在漏磁。介質處于非均勻磁化狀態(tài)和磁路都存在漏磁這二個特征,就決定了磁路的準確計算非常復雜。
假設把小磁針放在磁鐵的磁場中,小磁針受磁場的作用,靜止時它的兩極指向確定的方向。在磁場中的不同點,小磁針靜止時指的方向不一定相同。這個事實說明,磁場是有方向性的,物理上規(guī)定,在磁場中的任意一點,小磁針N極的受力方向,為那一點的磁場方向。
磁感線的概念是著名物理學家法拉第最先發(fā)明并引入的。在電場中可以用電場線形象地描述各點的電場場方向,在磁場中也可以用磁感線 形象地描述各點的磁場方向,磁感線是在磁場中畫出而實際不存在的一些有方向的曲線(也有直的),這些曲線上每一點的切線方向都和這點的磁場方向一致。
磁感線是為了形象地研究磁場而人為假想的曲線,并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。