15 Магнітне поле провідника зі струмом та котушки

15.1 Магнітне поле провідника зі струмом

Напруженість магнітного поля усередині прямолінійного проводу зі струмом у точці, яка знаходиться від вісі проводу на відстані меншою за радіус проводу r :

Таким чином, напруженість магнітного поля у всякій точці усередині прямолінійного проводу зі струмом пропорційна відстані до цій точки від вісі проводу. Тобто, у центрі (при =0) Н=0 та В=0. А напруженість на поверхні проводу ( ):

буде найбільша для цього магнітного поля (де - діаметр проводу, м).

Напруженість магнітного поля навколо прямолінійного проводу зі струмом у точці, яка знаходиться від вісі проводу на відстані більшою за радіус проводу:

Графік зміни напруженості магнітного поля усередині та поза проводу вказаний на рисунку 15.1.

Рисунок 15.1 - Графік зміни напруженості магнітного поля усередині та поза проводу

Помножив значення отриманої напруженості поля на абсолютну магнітну проникність, визначимо магнітну індукцію за формулою:

Індукцію у всякій точці магнітного поля струмів, які протікають по двом проводам, визначають за геометричною сумою векторів магнітної індукції у цій точці:

В цьому випадку магнітне поле уявляють як результат накладення магнітних полів у першому та другому проводах. Поле паралельних проводів з однаково направленими струмами вказано на рис.15.2(1) та поле протилежно направлених струмів - на рис.15.2(2).

1

Рисунок 15.2 - Поле паралельних проводів з однаково направленими струмами (1) та поле протилежно направлених струмів (2)

15.2 Магнітне поле котушки

Напруженість магнітного поля у центрі кругового провідника зі струмом:

де - діаметр витка котушки, м

Напруженість магнітного поля у точці, віддаленої від площини контуру кругового провідника зі струмом на відстані :

Розглянемо кільцеву котушку (рис.3.3). Напруженість поля у точці на відстані від вісі кільцевої котушки з кількістю витків ω буде:

Так як алгебраїчна сума струмів скрізь поверхню, обмежену контуром, радіус якого менше за R₁ та більше за R₂, дорівнює 0, то напруженість та магнітна індукція поза кільцевої котушки будуть дорівнювати нулю.

Якщо , то . При чому найбільше значення напруженості поля буде на внутрішній поверхні кільця ( ), найменше - на зовнішній ( ). Чим менше різниця між R₁ та R₂, тим ближче по значенню Н_max та H_min. Помножив значення отриманої напруженості поля на абсолютну магнітну проникність, визначимо магнітну індукцію за формулою:

Рисунок 15.3 - Кільцева котушка