磁位

更新时间:2022-08-26 10:20

磁位的定义是把单位强度的磁极从参考点(通常是无穷远)移至所考虑的一点时为反抗磁场而必须做的功。磁位又可分为矢量磁位标量磁位

矢量磁位

对于恒定磁场,由于▽·B=0(B的散度处处为0),因此,磁感应强度可以表示为另一矢量场的旋度,即

上式中的矢量场A是矢量磁位.它满足方程

与电流密度的积分关系为

当电流体密度已知时,可以直接用比奥萨伐定律通过积分计算磁场,也可以先利用上式通过积分计算矢量磁位,再求矢量磁位旋度得到磁感应强度。该式的形式简单,因此在很多情况下,通过矢量磁位计算磁场要比直接积分计算磁场容易。当电流为面分布或线分布时,矢量磁位分别为

标量磁位

在静电场中,由于处处有▽×E=0,因此可以定义标量电位E=-▽Φ。而在恒定磁场中的有源区,▽×B=μ0J,因此有源区的磁感应强度不能表示为标量场的梯度。但在电流密度等于0的无源区,磁感应强度满足

因此在无源区域,磁感应强度也可以用标量场的梯度表示

式中 称为标量磁位,单位为A。与静电场中的标量电位不仅可用于无源区,也可用于有源区不同,恒定磁场中的标量磁位仅可用在无源区。

对上式两端的矢量函数求散度

并考虑 得

可见,无源区中的标量磁位也满足拉普拉斯方程。在无源区对式两端从a到b点进行线积分.得

由于对于恒定磁场有,因此为了使线积分保持单值,线积分路径必须在单连通区域内。

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