1 Магнитное поле и его характеристики.

В пространстве, окружающем электрические токи, существует поле, получившее название магнитное поле. Cвое название это поле получило в связи с тем, что оно оказывает ориентирующее воздействие на магнитную стрелку. наличие магнитного поля можно также обнаружить по его силовому воздействию на проводники с током и постоянные магниты. для изучения характеристик магнитного поля используют рамку с током. Рамка устанавливается в магнитном поле определенным образом. Для определения её положения вводят понятие положения нормали к рамке. Её направление определяют по правилу правого винта:

Положительная нормаль к плоскости рамки направлена в сторону поступательного движения острия правого винта, головка которого вращается по направлению тока в рамке.

За направление магнитного поля в конкретной точке пространства принимают направление, вдоль которого устанавливается положительная нормаль к рамке.

Магнитным моментом контура с током называют векторную величину:

Если рамку с током установить с магнитном поле, то со стороны поля на рамку будет действовать вращающий момент.

Индукция магнитного поля:

– вращающий момент, действующий на рамку с током.

В скалярной форме:

– угол между и .

Магнитное поле можно изобразить графически. Это делают с помощью линий магнитной индукции.

Линии магнитной индукции проводят так, чтобы касательные к ним в каждой точке совпадали с направлением вектора в этих точках.

Линии магнитной индукции поля, создаваемого прямым проводником с током, имеют вид концентрических окружностей.

Линии магнитной индукции всегда замкнуты в отличие от линий напряженности электростатического поля. Поле имеющее замкнутые силовые линии называют вихревым, следовательно, магнитное поле – вихревое.

В любом теле существуют микротоки, обусловленные движением электронов в атомах. Эти микротоки также создают магнитные поля.

чтобы охарактеризовать внешнее магнитное поле, т.е. поле, создаваемое микротоками, вводят величину – напряженность магнитного поля.

– магнитная постоянная;

– относительная магнитная проницаемость среды.

,

2.Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля прямого тока.

Этот закон позволяет рассчитать индукцию магнитного поля, создаваемого бесконечно малым элементом проводника, по которому проходит ток :

– радиус-вектор, проведенный от элемента в ту точку пространства, где рассчитывается индукция магнитного поля.

В скалярной форме:

- угол между векторами и .

Направление вектора можно найти по правилу векторного произведения.

Для магнитного поля справедлив принцип суперпозиции: индукция результирующего магнитного поля, создаваемого несколькими токами или движущимися зарядами в какой-либо точке пространства, равна векторной сумме индукций магнитных полей, создаваемых в этой точке каждой из них в отдельности.

В соответствии с законом Био-Савара-Лапласа:

В прямоугольном :

Подставим это выражение в формулу

Если проводник бесконечно длинный, то:

В этом случае формула примет вид

Пример определения углов и .