§ 58. Магнитный поток

Для описания связи магнитного поля с контуром вводят магнитный поток Φ. Наглядно его связывают с количеством магнитных линий, проходящих через поверхность, ограниченную контуром. Это не буквальный подсчёт реальных нитей и не течение вещества: линии являются способом изображения поля. Поток характеризует действие поля на выбранную поверхность в целом, поэтому отличается от магнитной индукции, описывающей поле в определённой точке. Один и тот же магнит может создавать разные потоки через разные контуры.

Если плоский контур расположен перпендикулярно линиям однородного поля, поток тем больше, чем больше магнитная индукция и площадь контура. При увеличении индукции вдвое поток также удваивается, если площадь и ориентация не изменились. При увеличении площади вдвое происходит такое же изменение при прежнем поле. В этом частном положении зависимость можно записать как Φ = BS. Важно уточнять условия: эта простая запись относится к полю, перпендикулярному поверхности контура.

Поток меняется и при повороте контура. Он максимален по модулю, когда плоскость контура перпендикулярна магнитным линиям. По мере поворота к положению вдоль линий число условных пересечений уменьшается. Если линии лежат в плоскости контура, поток через ограниченную им поверхность равен нулю, хотя само магнитное поле не исчезло. Следовательно, нулевой поток не означает нулевой индукции: причиной может быть только ориентация поверхности относительно существующего поля.

Изменить поток можно тремя основными способами: изменить поле, изменить площадь контура или повернуть его. Перемещение тоже может менять поток, если контур попадает в область другого поля, но не любое движение обязательно даёт такой результат. Например, перенос неизменного контура в однородном поле без поворота сохраняет поток. Эта разница особенно важна для следующей темы — электромагнитной индукции. При анализе опыта нужно спрашивать не просто «двигается ли рамка», а «изменяется ли магнитный поток через неё».