7.3 Магнитное взаимодействие параллельных проводников с током. Единица силы тока в СИ
По двум параллельным прямолинейным длинным проводникам, находящимся на расстоянии r, текут постоянные токи I1 и I2.
Расчет магнитного взаимодействия проводников с помощью силы Ампера (7.1) и закона Био-Савара-Лапласа даёт выражение следующее выражение для силы, действующей на каждый элемент проводников длиной dl
|
|
|
|
|
|
0 |
2I1I 2 dl |
|
|
|
|
|
|||||
dF12 |
|
|
|
dF 21 |
|
|
||
|
|
4 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
r |
(7.3) |
|
|
|
|
|
|
|
Единица силы тока
На основе закона Ампера устанавливается эталон единицы силы тока в системе СИ:
Силе постоянного тока в 1 ампер соответствует ток, при прохождении которого по двум параллельным прямолинейным длинным проводникам, расположенным в вакууме на расстоянии одного метра, соответствует сила магнитного взаимодействия на каждый метр длины проводников, равная 2 10 7 Н.
7.4 Контур с током в магнитном поле
Замкнутый электрический ток в магнитном поле испытывает силовое воздействие
Потенциальная энергия контура с током во внешнем магнитном поле
Магнитное поле на оси кругового тока
7.5Основные теоремы стационарного магнетизма
Теорема о потоке магнитного поля сквозь замкнутую поверхность
Теорема о циркуляции магнитного поля вдоль замкнутой линии
Поле соленоида
Вычисление магнитного поля длинного соленоида с использованием теоремы о циркуляции
7.6 Преобразование электрического и магнитного полей при переходе в другую инерциальную систему отсчёта
Разделение электромагнитного поля на электрическую и
магнитную составляющие является относительным, поскольку оно зависит от выбора системы отсчета, в которой описывается поле.
Согласно специальной теории относительности векторы магнитный
B и электрическийE в разных инерциальных системах отсчета связаны между собой преобразованиями Лоренца:
Ех=Е΄х, |
Ey |
E'y vB'z |
|
Ez |
|
|
|
E'z vB'y |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
v2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
|
|
|
1 |
|
v2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
c2 |
|
|
|
|
|
|
|
c2 |
||||||||||
Вх=В΄х, |
By |
B'y |
c |
2 E'z |
|
B |
|
|
B'z v |
c |
2 E'y |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
v |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
|
1 |
v2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
c2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c2 |
||||||||||
Если другая инерциальная система отсчета К’ с декартовой |
||||||||||||||||||||||||||
системой координат движется относительно неподвижной системы |
||||
отсчета К со скоростью |
v v,0,0 , и соответствующие координатные |
|||
|
|
|
|
и |
оси обеих систем К и К’ являются параллельными, то векторы |
||||
B |
E |
B |
E |
|
в системе К связаны с векторами ’ и ’ в системе К’ |
|
|
||
вышеприведёнными формулами