Макро және микро токтар
Электр тізбегіндегі өткізгіштерден ағатын электр тогы – макротоктар және электрондардың атомдар мен молекулалардағы қозғалысына негізделген микротоктарға тоқталамыз.
Тұрақты магниттің магниттелуі микротоктың бар екендігінің айғағы.
Сыртқы магнит өрісі микротоктарға бағдарлаушы, реттеуші әсерін тигізеді. Мысалы: қандай да бір дененің қасына тогы бар өткізгішті (макротопты) жақындатсақ, оның атомдарындағы магнит өрісінің әсерінен дененің микротоктары белгілі бір бағытқа бағдарланып, денеде қосымша магнит өрісін тудырады.
магнит индукциясының веторы барлық макро- және микро- токтардың туғызған қорытқы магнит өрісін сипаттайды.
Сондықтан, бірдей макротоктардың әр түрлі орталардағы магнит индукциясының векторы әртүрлі болады.
Макротоктың
магнит өрісі магнит өрісінің кереулік
векторымен сипатталады.
Ортадағы макротоктың магнит өрісі ортаның микротогының есебінен күшейеді.
Мен векторларының арасындағы байланыс
Біртекті, изотропты орта үшін магнит индукциясының векторы:
мұндағы,
–
магниттік тұрақты.
–
ортаның магниттік өтімділігі, өлшемсіз
шама, макротоктың магнит өрісі Н
кернеулігінің ортаның микротогы өрісі
есебінен неше есе күшейтілгенін
көрсетеді.
Электростатикалық және магнит өрістерін сипаттайтын векторлардың ұқсастығы
магнит
индукциясы векторы электростатикалық
өрістің
кернеулігі векторының аналогиясы. Бұл
шамалар өрістің күштік сипаттамасын
анықтайды және ортаның қасиетіне
байланысты болады.
Электрлік
ығысу
векторы магнит өрісінің кернеулігі
векторына ұқсас.
Магнит өрісі үшін де, электр өрісіндегідей суперпозиция принципі дұрыс: бірнеше токтардан немесе қозғалыстағы зарядтардан туғызылған өрістердің қорытқы магнит индукциясы әрбір токтың немесе қозғалыстағы зарядтың туғызған өрістерінің магниттік индукцияларының векторлық қосындысына тең.
Био-Савар-Лаплас заңы
тогы
бар өткізгіштің
элементінің
қандай да бір А нүктесіндегі туғызатын
индукциясы
,
мұндағы,
-
өткізгіштің
элементінен А нүктесіне дейін жүргізілген
радиус-вектор.
векторының
бағыты
және
векторларына перпендикуляр және магнит
индукциясы сызығына жанама бойымен
бағытталады.
векторының модулі мына формуламен анықталады:
мұндағы
–
және
векторлары арасындағы бұрыш.
Түзу токтың магнит өрісі
Шексіз ұзын түзу өткізгіштен ток ағып жатсын. Интегралдау тұрақтысы ретінде бұрышын таңдап алайық.
Суреттен
,
екенін көреміз.
О
сыдан
бұрышы
түзу өткізгіштің барлық элементтері
үшін 0 ден
-ға
дейін өзгереді. Суперпозиция принципі
бойынша:
Егер ток өткізгіштің кесіндісі (суретті қараңыз) арқылы ағатын болса, онда:
,
мәнінде шексіз ұзын токтың формуласын
аламыз.
Дөңгелек токтың центріндегі магнит өрісі
В
екторлардың
қосындысын олардың модульдерінің
қосындысымен ауыстырып және
,
тең екенін ескерсек:
осыдан
Орамның центрінен орамның осінің бойында r аралықтағы магнит өрісінің индукциясы:
Тогы
бар орамнан үлкен қашықтықтағы дөңгелек
токтың тудыратын магнит өрісінің
кернеулігі
:
М
ұндағы,
–тогы бар орамның магниттік моменті.
Осы формуланы диполь осіндегі электр өрісінің диполінің (электрлік дипольдік моменті ре) формуласымен салыстырсақ:
Осы формулалардың ұқсастығы тогы бар контур контурмен бірдей магниттік моменті бар “магниттік дипольге“ ұқсас екендігімен түсіндіруге болады.
Лоренц күші. Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы. Холл эффектісі. Ампер күші. Магнит өрісіндегі тогы бар орам.