Магнитное поле
Магнитное поле - это особый вид материи, через которую передается силовое воздействие на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом. Магнитное поле может создаваться как током, так и намагниченными телами.
Магнитные силы - это силы, с которыми взаимодействуют проводники с током.
Вектор магнитной индукции
Вектор магнитной индукции (В)- это основная силовая характеристика магнитного поля (обозначается В). Пробный контур, помещенный в магнитное поле, испытывает со стороны магнитного поля действие вращающего момента сил М.
Бесконечно длинный ток величины I создает на расстоянии r от себя магнитное поле:
где
Мо - магнитная постоянная, R - расстояние,
I - сила тока в проводнике.
Магнитная индукция - это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой в данной точке магнитного поля.
Единица магнитной индукции - тесла (Тл).
Магни́тная инду́кция
—
векторная
величина, являющаяся силовой характеристикой
магнитного
поля (его действия на заряженные
частицы) в данной точке пространства.
Определяет, с какой силой
магнитное
поле действует на заряд
,
движущийся со скоростью
.
В вакууме B = μ0H.
Более конкретно,
—
это такой вектор, что сила Лоренца
,
действующая со стороны магнитного поля
на заряд
,
движущийся со скоростью
,
равна
где косым крестом обозначено векторное произведение, α — угол между векторами скорости и магнитной индукции (направление вектора перпендикулярно им обоим и направлено по правилу буравчика).
Вектор магнитной индукции (В) – аналог напряженности электрического поля. Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции.
Опытным путем было установлено, что для одной и той же точки магнитного поля максимальный вращающий момент М (момент сил) пропорционален произведению силы тока I в контуре на его площадь S. Величину IS называют магнитным моментом контура Pm.
Рисунок– Электрический ток (I), проходя по проводнику, создаёт магнитное поле (B) вокруг проводника.
|
Рисунок – Правило буравчика |
Правило буравчика (винта): Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током.
На практике удобно пользоваться следующим правилом: Если обхватить соленоид (катушку) правой рукой так, что бы четыре пальца были направлены по току, то отогнутый большой палец покажет направление магнитного поля внутри соленоида.
А) Б)
Рисунок 3.2 – А) Образование магнитного потока в соленоиде
Б) Схема полей в соленоиде при протекании по обмотке переменного тока
Единица
измерения В в СИ - тесла (Тл). Единица
названа в честь сербского электротехника Н.
Тесла.
Напряженность магнитного поля
Напряженность магнитного поля необходима для определения магнитной индукции поля, создаваемого токами различной конфигурации в различных средах. Напряженность магнитного поля характеризует магнитное поле в вакууме.
Напряженность магнитного поля [H] – это отношение магнитной индукции к магнитной проницаемости среды
Напряженность магнитного поля – величина векторная. За единицу измерения напряженности магнитного поля в Международной системе единиц принят ампер на метр.
Напряженность магнитного поля (формула) векторная физическая величина, равная:
Напряженность магнитного поля в СИ - ампер на метр (А/м).
Векторы индукции (В) и напряженности магнитного поля (Н) совпадают по направлению. Если знать Напряженность магнитного поля в данной точке, то можно определить индукцию поля в этой точке.
Напряженность магнитного поля зависит только от силы тока, протекающего по проводнику, и его геометрии.
Обобщая экспериментальные данные французских физиков Био и Савара, Лаплас (французский математик) предложил формулу, по которой можно вычислять напряженность поля, создаваемого элементом тока в точке, расположенной от этого элемента на расстоянии r.
Теорема Ампера о циркуляции магнитного поля:
