138. Напруженість та магнітна індукція. Сила Лоренца.

Напруженість магнітного поля (позначається латинською літерою Н; одиниця виміру [А/м]) – фізична величина, що дорівнює відношенню магнітної індукції B до абсолютної магнітної проникності μ0:

Напруженість магнітного поля – векторна величина.

Таким чином, у загальному випадку магнітне поле характеризується вектором магнітної індукції , який має визначену довжину та напрямок у просторі. Зв’язок між струмом та магнітним полем, що створюється цим струмом, може бути визначений за законом Біо і Савара-Лапласа або за законом повного струму.

Крім точковою характеристики магнітного поля – магнітної індукції – застосовується об’ємна характеристика магнітного поля – магнітний потік (або потік магнітної індукції).

Магнітна індукція (позначається латинською літерою В; одиниця виміру позначається [Тл], називається "тесла") – фізична величина, що є точковою характеристикою магнітного поля та визначає силу, з якою магнітне поле діє на заряджену частку, що рухається:

де F – сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, одиниця виміру позначається [Н], називається "ньютон"; I – сила струму у провіднику, [А]; ℓ – довжина провідника, [м].

Магнітна індукція в 1 Тл дорівнює силі, з якою магнітне поле діє на провідник довжиною 1 м, розташований перпендикулярно магнітним силовим лініям і по якому протікає струм у 1 А.

Магнітна індукція – векторна величина. Напрямок вектора магнітної індукції співпадає з дотичною до магнітної силової лінії в даній точці поля.

Магнітні властивості середовища з магнітним полем описують параметром "магнітна проникність".

Магнітна проникність (позначається грецькою літерою μ). Відрізняють магнітну проникність вакууму (постійна величина; одиниця виміру позначається [ ], називається "генрі на метр"), абсолютну μ0 (одиниця виміру [ ]) та відносну μ (безрозмірна величина) магнітні проникності. Відносна магнітна проникність показує, у скільки разів абсолютна магнітна проникність середовища є більшою за магнітну проникність вакууму:

Матеріали, в яких μ>1, називаються парамагнітними (наприклад, повітря, алюміній); матеріали, в яких μ<1, називаються діамагнітними (наприклад, вода, мідь). Є матеріали, в яких μ залежить від напруженості магнітного поля, – феромагнітні матеріали.

Магнітна індукція визначає силу, що діє в магнітному полі на рухомий електричний заряд, яка називається силою Лоренца. При відсутності електричного поля ця сила записується

Си́ла Ло́ренца — сила, що діє на електричнй заряд, який перебуває у електромагнітному полі.

На заряджену частинку у магнетному полі, яка рухається зі швидкістю , діє сила Лоренца

де q – заряд частинки, ϑ– швидкість частинки, ? – кут між вектором швидкості і вектором магнетної індукції.

Напрям сили Лоренца визначається за правилом лівої руки, яке справджується для руху позитивних заряджених частинок. Для негативних – напрям струму вважається протилежним напряму їх руху.