26. Закон взаимодействия элементов тока. Полевая трактовка законов взаимодействия элементов тока.

Сила dF12, с которой элемент тока I2dI2 действует на элемент тока I1dI1, имеет вид:

(2)

Силы dF12 и dF21 не коллинеарны друг другу, следовательно, взаимодействие элементов тока не удовлетворяет третьему закону Ньютона.

Сила, с которой ток I1, текущий по замкнутому контуру L1, действует на замкнутый контур L2 с током I2, равна:

(3)

В полной аналогии с электростатикой взаимодействие элементов тока представляется так: элемент тока I1dI1 в точке нахождения элемента тока I2dI2 создает магнитное поле, взаимодействие с которым элемента тока I2dI2 приводит к возникновению силы dF12.

(4)

27. Закон Био-Савара. Вектор магнитной индукции.

Закон Био—Савара— физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током.

Закон: Индукция магнитного поля токов, текущих по проводнику, определяется совместным действием всех отдельных участков проводника. Магнитное поле подчиняется принципу суперпозиции: Если магнитное поле создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником в отдельности.

Индукцию проводника с током можно представить как векторную сумму элементарных индукций создаваемых отдельными участками проводника. На опыте невозможно выделить отдельный участок проводника с током, так как постоянные токи всегда замкнуты. Можно измерить только суммарную индукцию магнитного поля, создаваемого всеми элементами тока. Закон Био–Савара определяет вклад в магнитную индукцию результирующего магнитного поля, создаваемый малым участком Δl проводника с током I.

Вектор магнитной индукции (В) – аналог напряженности электрического поля. Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции.

Направление этого вектора для поля прямого проводника с током и соленоида можно определить по правилу буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока, то направление вращения ручки буравчика покажет направление линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к линиям.

Подставляя эту формулу в уравнение для силы взаимодействия двух проводников с током, получим F=BIℓ.

28. Закон Ампера. Вихревой характер магнитного поля.

Закон Ампера — закон взаимодействия постоянных токов: параллельные проводники с постоянными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током.

F = BIlsina (a - угол между направлением тока и индукцией магнитного поля ). Эта формула закона Ампера оказывается справедливой для прямолинейного проводника и однородного поля.

Если проводник имеет произвольную формулу и поле неоднородно, то Закон Ампера принимает вид:

dF = I*B*dlsina

Закон Ампера в векторной форме:

dF = I [dl B]

Сила Ампера направлена перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы dl и B.

Для определения направления силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, применяется правило левой руки.

Линии магнитной индукции непрерывны: они не имеют ни начала, ни конца. Это имеет место для любого магнитного поля, вызванного какими угодно контурами с током. Векторные поля, обладающие непрерывными линиями, получили название вихревых полей. Мы видим, что магнитное поле есть вихревое поле. В этом заключается существенное отличие магнитного поля от электростатического.