139. Магнітні поля колового та нескінченного струму.

По провіднику у вигляді кола радіуса R тече струм І. Визначимо за допомогою закону Біо - Савара - Лапласа індукцію магнітного поля  на осі контуру в точці А, що створюється цим струмом (див Мал. 109). Виділимо два симетричних відносно центри кола елементи струму  та , які створюють відповідні вектори індукції  та .  Ці вектори можна розкласти на складові вздовж (÷÷) та поперек (^) осі контуру  та . Індукція  визначається векторною сумою  по всім . З малюнка видно, що ця сума складається попарно із сум поперечних, протилежних за напрямком, складових  _, які взаємно знищуються та паралельних складових , тобто їх сума і є величиною індукції. Таким чином за напрямком вектор  буде направлений уздовж осі контуру, а з його вершини видно, що струм протікає проти руху годинникової стрілки. Із малюнка видно, що

Тепер знайдемо величину вектора індукції 

                   (5)

140 Сила Ампера.

Сила Ампера - це сила, яка діє на провідник із електричним струмом з боку магнітного поля.

Сила Ампера залежить від:

• сили струму I

• елемента (частини) довжини провідника dl

• кута між напрямом струму і напрямом ліній магнітного поля α,

• магнітної індукції B

У векторній формі сила Ампера записується

.

Якщо кут між векторами B i I <90°:

- сила Ампера

B = 1 Тл(Тесла) - індукція магнітного поля I = 1 А(Ампер) - сила струму l = 1 м(метр) - довжина провідника - кут між векторами B i I

Якщо кут між векторами B i I =90°, тоді sin90°=1, звідси:

F = BIl

141. Закон циркуляції магнітного поля.

Магнітних зарядів у природі не виявлено. Магнітні поля створюються рухомими електричними зарядами або струмами. Спостереження спектрів магнітних полів показують, що лінії індукції магнітного поля мають форму концентричних кіл, центри яких лежать на лінії струму. Обчислимо циркуляцію вектора В по довільному замкненому контуру L навколо провідника, по якому проходить струм силою І. фактично ми маємо на меті обчислити роботу сили Ампера, яка діє на одиничний пробний елемент провідника зі струмом при перенесенні його по замкненому контуру в магнітному полі.після виведення маємо кінцеву формулу: Bdl=ϻ0I. Закон повного струму слушний для довільних струмів і для вакууму формулюється так: циркуляція вектора індукції магнітного поля постійних струмів по довільному замкненому контуру дорівнює алгебраїчній сумі сил струмів, які охоплюються цим контуром, помноженій на магнітну сталу. Отже, робота при перенесенні пробного одиничного елемента струму в загальному випадку не дорівнює нулеві. Такі поля називають непотенціальними або вихровими. Лінії магнітної індукції поля не мають ні початку ні кінця, вони завжди є замкненими або прямують у нескінченність. У цьому полягає одна з відмінностей статичного магнітного поля порівняно з електричним.

142 Соленоїд. Енергія та індуктивність довгого соленоїда.

Солено́їд — це фізичний прилад, котушка проводу, намотаного на циліндричну поверхню. Якщо довжина соленоїда набагато більша його діаметра, то при протіканні струму всередині котушки виникає однорідне магнітне поле спрямоване вздовж осі.

(СІ), (СГС),

де μ₀ — магнітна проникність вакууму, n — число витків на одиницю довҗини, I — сила струму в обмотці соленоїда. Індуктивність соленоїда:

L = μ₀n²V (СІ), L = 4πn²V (СГС),

де V — об'єм соленоїда.