Вектор магнитной индукции

Электрическое поле характеризуется векторной величиной, называемой напряжённостью электрического поля, и обозначается латинской буквой Е со стрелкой над ней. Характеристику магнитного поля называют вектором магнитной индукции  и обозначают буквой В со стрелкой над ней.

Из предыдущего занятия нам стало известно, что рамка с током на гибком подвесе, со стороны которого не действуют силы упругости, препятствующие ориентации рамки, поворачивается до тех пор, пока не установится определённым образом. Известно, что так же ведёт себя и магнитная стрелка. Магнитная стрелка представляет из себя маленький продолговатый магнит с двумя полюсами на концах - южным - S и северным - N.

Направление вектора магнитной индукции. Для определения направления вектора магнитной индукции удобно использовать направление, вдоль которого поворачивается магнитная стрелка, помещённая в магнитное поле. За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током (см. рисунок слева).

Положительная нормаль направлена в ту сторону, куда перемещается буравчик с правой нарезкой, если вращать его по направлению тока в рамке. Помещая рамку с током или магнитную стрелку в область пространства, где имеется магнитное поле, можно определить направление вектора магнитной индукции в любой точке поля. На рисунках следующей страницы показаны опыты с магнитной стрелкой, повторяющие опыты с рамкой с током, помещённой в магнитное поле. В магнитном поле прямолинейного проводника с током магнитная стрелка в каждой точке пространства устанавливается по касательной к окружности.

Линии магнитной индукции

Магнитное поле можно наглядно себе представить, если изобразить так называемые линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор В в данной точке поля. В этом отношении линии магнитной индукции аналогичны линиям напряжённости электростатического поля.

Построим линии магнитной индукции для магнитного поля прямолинейного проводника с током. Из приведённых ранее опытов следует, что линии магнитной индукции представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной этому проводнику с током. Центр окружностей находится на оси проводника. Стрелки на линиях указывают, в какую сторону направлен вектор магнитной индукции, касательный к данной линии

Рассмотрим картину магнитного поля катушки с током (соленоида). Картина линий магнитной индукции, построенная с помощью магнитных стрелок или малых контуров с током, показана на рисунке (соленоид дан в разрезе). Если длина соленоида много больше его размеров, то магнитное поле внутри соленоида можно считать однородным. Линии магнитной индукции такого поля параллельны друг другу.

Правило буравчика.

Плоскость окружности перпендикулярна проводу, а её центр лежит на оси провода. Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика, которое состоит в следующем: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции. Опыт по определению направления вектора магнитной индукции Земли проводит каждый, кто ориентируется на местности по магнитному компасу со стрелкой.