Общая физика. Оптика / Шпоргалки / 13 н

5. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Магнитное поле – форма существования материи, посредством которой осуществляется действие на движущиеся электрические заряды и постоянные магниты со стороны других движущихся зарядов и постоянных магнитов.

Из курса средней школы известно, что постоянные магниты оказывают ориентирующее действие на магнитную стрелку, помещенную близи них. Также постоянное магнитное поле не действует на неподвижные электрически заряженные частицы и тела. В свою очередь, эти частицы и тела не действуют на помещенную близи них магнитную стрелку, т.е. не создают магнитное поле.

5.1. Магнитная индукция.

магнитная индукция – силовая характеристика магнитного поля, определяемая одним из трех соотношений:

. (5.4)

Поскольку в числителях выражений (5.4) стоят модули векторных величин и направления этих векторов экспериментально определены, то и магнитная индукция должна быть векторной величиной, т.е. иметь строго задаваемое направление. Направление вектора магнитной индукции необходимо определить так, чтобы направления , , и были строго согласованы математическим правилом.

По результатам экспериментальных исследований была “сконструирована” формула магнитной индукции магнитного поля, возникающего вблизи частицы, обладающей положительным зарядом Q и движущейся со скоростью :

, (5.5)

где – радиус-вектор, проведенный от движущегося заряда Q (источника поля) в рассматриваемую точку пространства (рис. 5.2). Напомним, что, в соответствии с определением векторного произведения, вектор перпендикулярен каждому из векторов и . Если источником поля будет движущаяся в том же направлении отрицательно заряженная частица, то направление противоположно тому, которое указано на рис. 5.2.

Единица измерения магнитной индукции в СИ называется тесла (в честь американского электротехника Н. Тесла, обозначается Тл): Тл. Коэффициент пропорциональности k в формуле (5.5) зависит от выбора системы единиц. В СИ принимается, что

НА^–2, (5.6)

где – коэффициент, определяемый из экспериментальных данных, называемый магнитной постоянной:

НА^–2. (5.7)

В случае, если магнитное поле создается системой движущихся зарядов, то для нахождения результирующей магнитной индукции в любой точке пространства справедлив принцип суперпозиции магнитных полей (принцип независимости действия магнитных полей):

, (5.8)

т.е. магнитная индукция поля, созданного системой зарядов в любой точке пространства, равна векторной сумме магнитных индукций полей, созданных каждым зарядом в этой точке в отдельности.