Т.5 Электромагнетизм

• Вектор магнитной индукции.

Для характеристики магнитного поля вводится векторная величина – магнитная индукция . На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, которая зависит от ориентации проводника в поле. Максимальная величина силы Ампера равна, где– сила тока,– длина проводника,В – магнитная индукция поля, в которое помещен проводник с током.

Величина магнитной индукции есть физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу длины проводника с единичной силой тока в нём: . Проводник расположен в поле так, чтобы сила действия поля на него максимальна. Единица измерения магнитной индукции в СИ  – тесла (Тл).

• Вектор напряженности

Взаимосвязь между индукцией и напряженностью магнитного поля в веществе  имеет вид: , где коэффициент  называется магнитной проницаемостью вещества. Магнитная проницаемость вакуума равна единице.

• Закон Ампера

Сила Ампера. На проводник, по которому течет ток силой I, в магнитном поле с индукцией действует сила:, где– длина проводника,– векторное произведение двух векторов. Эта сила называетсясилой Ампера. В скалярной форме (величина силы Ампера): , где– угол между вектороми направлением тока.

Направление силы определяется поправилу левой руки: Если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадали с направлением тока, то отогнутый на 900 большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

Два параллельных проводника с токами взаимодействуют друг с другом. Сила взаимодействия равна , где– магнитная проницаемость среды,– магнитная постоянная (значение в СИ= 4·10–7 ),I1, I2 – cила  тока в первом и втором проводнике соответственно, – длина проводника,– расстояние между проводниками. Проводники, в которых токи имеют одинаковое направление, притягиваются. Проводники, в которых токи направлены в противоположные стороны, отталкиваются.

• Магнитное поле тока

Магнитное поле – это материальный объект, посредством которого осуществляется магнитное взаимодействие между постоянными магнитами и (или) движущимися электрическими зарядами

• Закон Био-Савара-Лапласа

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.

Формула 1 — Закон Био Савара Лапласа

 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 правела правого винта. Применяется оно таким образом.

 

Рисунок 1 — иллюстрация к закону Био Савара Лапласа

 

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