3.2. Линии индукции магнитного поля

Линиями индукции магнитного поля называют линии, касательные к которым совпадают с вектором индукции магнитного поля.

Линии индукции помогают представить картину магнитного поля и определить его величину и направление. Например, линии индукции магнитного поля прямолинейного проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику, центр которых находится на оси проводника (рис. 3.2).

Линии индукции строят так, что их густота определяет величину вектора в данной точке поля. Направление силовых линий определяется по «правилу буравчика», в котором поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока, а вращательное с направлением силовых линий.

Рис. 3.2.

Важное свойство линий индукции состоит в том, что они всегда замкнуты или идут из бесконечности и уходят в бесконечность. Поле такого типа называют вихревым. Следовательно, магнитное поле - это вихревое поле.

Магнитное поле может быть однородным и неоднородным, стационарным и нестационарным.

Однородное поле – это поле, индукция которого во всех точках пространства одинакова, а линии индукции представляют прямые одного направления расположенные на одном расстоянии друг от друга.

Неоднородное поле – это поле, в котором от точки к точке меняется абсолютная величина и направление вектора .

Стационарное магнитное поле – это поле, магнитная индукция которого не зависит от времени.

Нестационарное магнитное поле – это поле, магнитная индукция которого зависит от времени.

Вопросы и задания для самопроверки

1. В чем проявляется магнитное взаимодействие?

2. Как определяется направление индукции магнитного поля в заданной точке?

3. От каких параметров зависит модуль вектора индукции магнитного поля?

4. Дайте определение магнитного момента контура с током.

5. Определите момент сил действующих на рамку с током А и площадьюS=1м² в магнитном поле с B=1Тл, когда угол между векторами исоставляет 30º.

3.3. Закон Био-Савара – Лапласа

Индукция магнитного поля любого проводника с током I есть векторная сумма индукций полей , создаваемых отдельными элементарными участками проводников (элементами тока), и соответствует принципу суперпозиции (рис. 3.3). Индукция магнитного поля от элемента тока: ,, (3.4)

Рис. 3.3

где – элемент тока, – радиус-вектор, проведенный от элемента тока в расчетную точку А;- магнитная постоянная;α - угол между векторамии(рис.3.3).

Исходя из принципа суперпозиции, для определения индукции магнитного поля в заданной точке от всего проводника с током длиной необходимо проинтегрировать вклады индукций от элементов тока:

. (3.5)

Для самостоятельного изучения