4.Магнитное поле тока (мпт)

4.1. Определения основных понятий мпт

Сила электрического тока (сила тока, ток) (I) есть основная электрическая величина Системы интернациональной (СИ). По своему физическому смыслу сила тока – скалярная характеристика тока, равная для постоянного тока отно­шению количества электричества (электрического заряда) Δq, переносимого че­рез сечение проводника за промежуток времени Δt, к этому промежутку време­ни

I = Δq/Δt.

Ампер А – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум прямолинейным параллельным проводникам бесконечной длины и ни­чтожно малого поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаи­модействия, равную 2 · 10 ^-7 Н.

Электрическое напряжение (напряжение) (U) между двумя точками элек­трической цепи равно работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда из одной точки в другую.

Вольт (В) равен электрическому напряжению (разности потенциалов), вызывающему в электрической цепи постоянный электрический ток силой 1 А при мощности 1 Вт.

Индукция магнитного поля (магнитная индукция) (В) есть векторная вели­чина, характеризующая величину и направление магнитного поля. Модуль ин­дукции магнитного поля В = F/I 𝓁 sinα, где α – угол между направлением тока в проводнике и вектором В. Направление силы F находится по правилу левой ру­ки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а че­тыре вытянутых пальца расположить по направлению тока I в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на ток.

Магнитная силовая линия (линия магнитной индукции) есть линия, касательная к которой в каждой ее точке совпадает с направлением вектора В.

Тесла (Тл) – индукция такого однородного магнитного поля, в котором на каждый метр прямолинейного проводника с током в 1 А, расположенного пер­пендикулярно к полю, действует сила 1 Н (1 Тл = 1 Н/(А · м)).

Сила Ампера – сила, с которой магнитное поле действует на находящийся в нем проводник с током.

Сила Лоренца − сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся в нем заряженную частицу.

Напряженность магнитного поля (Н) есть векторная величина, определяе­мая равенством Н = В/(μ_o μ), где В – индукция магнитного поля, µ₀ = 4π · 10 ^-7 Гн/м магнитная постоянная, μ – магнитная проницаемость среды.

Ампер на метр (А/м) – единица измерения напряженности магнитного по­ля, равная напряженности магнитного поля в центре длинного соленоида с рав­номерно распределенной обмоткой, по которой проходит ток 1/п, где п - число витков на участке соленоида длиной 1 м. Другое определение: ампер на метр есть напряженность такого магнитного поля, индукция которого в вакууме рав­на

4π · 10 ^-7 Тл.

Магнитный поток (поток магнитной индукции) (Ф) есть скалярная величи­на, равная произведению модуля индукции однородного магнитного поля В на площадь участка S и на косинус угла α между нормалью к участку и вектором индукции магнитного поля: Ф = BS cosα.

Вебер (Вб) – магнитный поток, проходящий через плоскую поверхность площадью 1 м², расположенную перпендикулярно однородному магнитному по­лю, индукция которого равна 1 Тл, (1 Вб = 1 Тл · 1 м²).

Потокосцепление (ψ) есть сумма магнитных потоков Ф_i, сцепленных с про­водами элемента электрической цепи. Потокосцепление катушки ψ = ФN, где Ф_i − магнитный поток через I - ый проводник, N − число проводников.

Электромагнитная индукция есть явление наведения ЭДС в проводнике вследствие его движения в постоянном магнитном поле или явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре вследствие изменения сцепленного с ним магнитного пото­ка.

Собственное потокосцепление – потокосцепление магнитного поля с проводником (электрической цепью), ток в котором создает это магнитное поле.

Самоиндукция – наведение ЭДС в проводнике (электрической цепи) вслед­ствие изменения собственного потокосцепления, следовательно, вследствие из­менения силы тока в этом проводнике (этой электрической цепи).

Индуктивность (L) – скалярная величина, равная отношению собственного потокосцепления с проводником (электрической цепью) к силе тока в этом про­воднике (этой электрической цепи): L = ψ/i.

Генри (Гн) есть единица индуктивности, равная индуктивности электриче­ской цепи, в которой при силе тока в ней 1 А сцепляется потокосцепление 1 Вб, (1 Гн = 1 Вб / 1 А).

Магнитная проницаемость среды (μ) − величина, показывающая, во сколько раз магнитная индукция в данной среде больше, чем в вакууме. Она определяет­ся формулой μ = В/В_о, где В − индукция магнитного поля в среде, В₀ − индукция магнитного поля в том же месте, если удалить среду.

Магнитный момент (р_т) плоского контура с током есть векторная величиина, численно равная произведению силы тока I на площадь S, ограниченную контуром тока, и направленная по положительной нормали к контуру р_т = ISn, где п – единичный вектор нормали к поверхности рамки.

Ампер – квадратный метр (А · м² ) есть единица магнитного момента, рав­ная магнитному моменту электрического тока силой 1 А, проходящего по кон­туру площадью 1 м², (1 А · м² = 1 А · 1 м²).

Момент силы, действующий на рамку с током, равен векторному произве­дению магнитного момента на магнитную индукцию: М = [р_т В].

Момент силы (М₀) относительно неподвижной точки О − векторная величина, рав­ная векторному произведению радиуса-вектора, проведенного из данной точки в точку приложения силы, на эту силу: М = [r F]. Модуль момента силы: M = F rsinα = F 𝓁, где α − угол между векторами r и F. Плечо силы (кратчайшее расстояние между линией действия силы и точкой О): 𝓁 = r sinα.

Ньютон-метр равен моменту силы 1 Н относительно точки, расположенной на расстоянии 1 м от линии действия силы (1 Н · м = 1 Н · 1 м).