Тема 1.

1.Магнитное поле и его характеристики: магнитная индукция B и напряжённость Н. Закон Био-Савара-Лапласа. Применение закона Био-Савара-Лапласа к расчёту магнитных полей токов (поле прямолинейного и кругового проводников с током).

Вокруг проводников с током всегда возникает магнитное поле. Магнитное поле образуется только вокруг движущихся электрических зарядов, и его действие распространяется тоже лишь на движущиеся заряды. Магнитное и электрические поля неразрывны и образуют совместно единое электромагнитное поле. Интенсивность магнитного поля, т. е. способность его производить работу, определяется величиной, называемой магнитной индукцией. Чем сильнее магнитноe поле, тем большую индукцию оно имеет. Магнитную индукцию В (Тл) можно характеризовать плотностью силовых магнитных линий, т. е. числом силовых линий, проходящих через площадь 1 м² или 1 см², расположенную перпендикулярно магнитному полю. Линии магнитной индукции представляют собой окружности с центрами на оси тока, расположенные в плоскостях, перпендикулярных направлению тока. Их направление определяют по правилу правого винта: при поступательном движении винта в направлении тока его вращение указывает направление магнитного поля этого тока.

Магнитная индукция В - это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля в точке. Она равна отношению максимального механического момента сил, действующих на рамку с током, помещенную в однородное поле, к произведению силы тока в рамке на ее площадь.

Магнитная индукция в данной точке однородного магнитного поля определяется максимальным вращающим моментом, действующим на рамку с магнитным момен­том, равным единице, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению поля.

В материальных средах для магнитного поля вводится дополнительная характеристика – напряженность магнитного поля Н (А/м), которая связана с магнитной индукцией соотношением:

,

где μ - магнитная проницаемость среды;

Французские физики Ф. Савар и Ж. Био изучали магнитное поле, создаваемое проводниками с постоянным током различной формы. На основании многочисленных опытов они пришли к выводу, что магнитная индукция поля проводника с током пропорциональна силе тока I, зависит от формы и размеров проводника, а также от расположения рассматриваемой точки по отношению к проводнику. Математик П. Лаплас обобщил экспериментальные результаты Био и Савара в виде дифференциального закона, называемого законом Био – Савара – Лапласа, по которому магнитная индукция  , создаваемая в некоторой точке A элементом проводника  с током I, определяется формулой

  ,

где - вектор, по модулю равный длине элемента проводника и совпадающий по направлению с током,

   - радиус-вектор, который проведен из элемента dl проводника в точку А поля,

r - модуль радиуса-вектора r.

2.Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов.

3.Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение зарядов в магнитных полях.

4. Циркуляция вектора индукции магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока. Магнитное поле соленоида.

5.Магнитный поток. Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.