24. Магнитная индукция. Сила Лоренца.

Магнитная индукция (обозначается символом В) – главная характеристика магнитного поля (величина векторная), которая определяется силой, воздействующей на перемещающийся электрический заряд (ток) в магнитном поле, направленной в перпендикулярном направлении скорости движения.

При помещении металла в магнитное поле хаотично расположенные частицы оборачиваются на определенный угол и размещаются по силовым линиям магнитного поля. Чем выше сила магнитного поля, тем большее количество магнитов оборачивается, и тем более однородным будет являться их расположение. Поля магнитов, ориентированных в одном направлении, не нейтрализуют друг друга, а складываются, формируя дополнительные силовые линии.

Формула магнитной индукции:

Таким образом, В — это вектор, величина и направление которого таковы, что сила Лоренца, действующая на движущийся заряд со стороны магнитного поля равна: .

Здесь альфа — это угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции. Вектор силы Лоренца F перпендикулярен вектору скорости и вектору магнитной индукции. Его направление для случая движения положительно заряженной частицы в однородном магнитном поле определяется правилом левой руки:

Поскольку ток в проводнике является движением заряженных частиц, то магнитную индукцию можно определить и как отношение максимального механического момента, действующего со стороны однородного магнитного поля на рамку с током, к произведению силы тока в рамке на площадь рамки:

25. Закон Био-Савара-Лапласса.

Закон Био-Савара-Лапласа определяет величину модуля вектора магнитной индукции в точке выбранной произвольно находящейся в магнитном поле. Поле при этом создано постоянным током на некотором участке.

  Формулировка закона Био-Савара-Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

где I  - ток в контуре

     гамма - контур, по которому идет интегрирование

     r0 - произвольная точка

 Возьмём элементарный участок проводника с током dl, он будет создавать в некоторой точке индукцию магнитного поля dB. dl это элементарный вектор направление, которого совпадает с направлением тока в контуре. r радиус вектор, направленный от dl к точке наблюдения. А вектор dB направлен перпендикулярно элементарному участку проводника dl и одновременно перпендикулярно радиус вектору r.

 То есть, проще говоря, элементарный вектор индукции dB направлен перпендикулярно плоскости образованной вектором dl и r. А его направление совпадает с направлением касательной к магнитной индукции. Определить это направление можно с помощью правила правого винта. Применяется оно таким образом.

 

 В случае если поступательное движение винта направлено в сторону движения тока, то направление вращения головки винта указывает направление dB.

 

где альфа - это угол между векторами элементарного участка цепи dl и радиус-вектором r.