1. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции
Магнитным полем называется особая форма материи, с помощью которой взаимодействуют движущиеся заряды.
Вектор магнитной индукции
Основной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция.
За направление вектора магнитной индукции принимается направление вектора нормали рамки с током (\(\vec\)), которая находится в магнитном поле (рис. \(1\)).
Рис. \(1\). Определение направления вектора магнитной индукции
За модуль вектора магнитной индукции принимается величина, прямо пропорциональная отношению максимального момента сил (\(M_\)), который действует на эту рамку, к произведению силы тока (\(I\)) на площадь рамки (\(S\)).
\(\vec=k·\frac
В СИ коэффициент \(k\) определяется выражением:
\(k=\frac<\mu_0><4\pi>\), (\(2\))
где \(\mu_0\) — это магнитная постоянная , равная \(\mu_0=4 \pi⋅10^<-7>\,\frac\).
Если магнитная индукция во всех точках поля одинакова, то такое поле называется однородным .
Принцип суперпозиции
Если в какой-то точке \(n\) токов создали магнитные поля с индукциями \(\vec_1\), \(\vec_2\), \(\vec_1\)\(. \) \(\vec_n\), то результирующая магнитная индукция \(\vec\) будет равна
\(\boxed=\vec_1+\vec_2+\vec_3+\ldots+\vec_n.>\) (\(3\))
Это соотношение называется принципом суперпозиции магнитного поля .
Закон Био — Савара — Лапласа
Магнитное поле проводника с током может быть описано экспериментально полученным законом Био — Савара — Лапласа (рис. \(2\)), в который входит векторное произведение элемента тока на радиус-вектор точки и в котором определяется магнитная индукция.
Рис. \(2\). Изображение физических величин в законе Био — Савара — Лапласа
Исходя из определения магнитного поля, можно сказать, что оно «действует» на движущиеся заряды. А поскольку ток в проводниках — это движение совокупности заряженных частиц, то магнитное поле будет действовать и на проводник с током.
С помощью закона Био — Савара — Лапласа выводится формула для магнитной индукции, создаваемой бесконечным прямым проводом с током (сила тока \(I\)) на расстоянии \(d\) от провода:
\(B=\frac<\mu_0>·\frac\). (\(4\))
1. Магнитная индукция
Магнитное поле характеризуется физической величиной — индукцией магнитного поля (магнитной индукцией), которая обозначается B → .
Рис. \(1\). Изображение силы
Расположим прямолинейный проводник \(AB\) в магнитном поле так, как изображено на иллюстрации \(1\), тогда силу \(F\), воздействующую на него, можно измерить посредством гирек. В ходе этого опыта было выявлено, что сила зависит непосредственно от магнитного поля, длины проводника \(l\) и силы тока \(I\) в нём.
Но отношение F Il не изменяется и обусловлено лишь магнитным полем. В связи с этим данная величина принята за модуль вектора магнитной индукции и описывает магнитное поле количественно: B = F Il .
Данная формула применяется для вычисления индукции однородного магнитного поля.
В системе СИ единицей измерения магнитной индукции служит \(1\) Тл (тесла), название которой дано в честь учёного (Никола Тесла — югославский электротехник).
Взаимосвязь единиц измерения: \(1\) Тл \(=1\) Н А ⋅ м .
\(1\) Тл — магнитная индукция однородного поля, действующего с силой \(1\) Н на проводник, в котором течёт ток силой \(1\) А и который имеет длину \(1\) м.
2. Линии магнитной индукции
Линии магнитной индукции — так наиболее точно можно назвать магнитные линии, служащие наглядной иллюстрацией магнитных полей.
Векторы магнитной индукции в какой угодно точке поля будут соответствовать касательным к линиям магнитной индукции.
Рис. \(1\). Векторы магнитной индукции прямого проводника с током
Сравнивая векторы магнитной индукции (по направлению и модулю) в различных точках магнитных полей, увидим, что они будут идентичны в однородном магнитном поле и иметь различия в неоднородном.
Рис. \(2\). Векторы магнитной индукции однородного поля
В том случае, когда индукция магнитного поля в каждой его точке одна и та же, магнитное поле называется однородным . При невыполнении данного условия поле именуется неоднородным .
Рис. \(3\). Векторы магнитной индукции неоднородного поля
Сила, действующая со стороны магнитного поля на перемещающиеся заряды либо небольшие магнитные стрелки, увеличивается с возрастанием абсолютной величины вектора магнитной индукции в конкретной точке.
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад