2. Закон Био-Савара-Лапласа. Поле движущегося заряда.

Закон Био-Савара-Лапласа:

Пусть постоянный ток течёт по контуру γ, находящемуся в вакууме, r₀ — точка, в которой ищется поле, тогда индукция магнитного поля в этой точке выражается интегралом (в системе СИ).

Поле движущегося заряда:

Магнитное поле создается любым током . Ток представляет собой движение отдельных электрически заряженных частиц — электронов или ионов. Каждая движущаяся заряженная частица создает свое магнитное поле, и наблюдаемое нами поле тока есть результат сложения магнитных полей, создаваемых отдельными движущимися частицами. Это было доказанно опытом Роуланда — Эйхенвальда.

3. Магнитное поле прямого и кругового токов:

Каждый элемент кругового проводника с током создает в центре магнитное поле одинакового направления - вдоль нормали от витка.

- магнитная индукция поля в центре кругового проводника с током.

4. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.

Закон Ампера — закон взаимодействия электрических токов. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Электрический ток в первом проводнике создает магнитное поле, которое взаимодействует с электрическим током во втором проводнике. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током.

Сила F, с которой магнитное поле действует на элемент объёма V проводника с током плотности j находящегося в магнитном поле с индукцией B:

Если ток течёт по тонкому проводнику, то dl— «элемент длины» проводника.

Модуль силы Ампера можно найти по формуле: .

Где — угол между векторами магнитной индукции и тока.

Сила F максимальна когда элемент проводника с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции .

Правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы, которая действует на ток. Закон Ампера используется при нахождении силы взаимодействия двух токов.

5. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Линейная магнитная ловушка.

Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью v заряд q со стороны магнитного поля. Fл = q·V·B·sina где:

• q- величина заряда движущегося во внешнем магнитном поле

• V- Модуль скорости движущегося заряда

• B- Модуль вектора индукции внешнего магнитного поля

• представляет собой угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Движение заряженных частиц в магнитном поле .Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v вдоль линий магнитной индукции, то угол a между векторами v и В равен 0 или p. Тогда сила Лоренца равна нулю, т. е. магнитное поле на частицу не действует и она движется равномерно и прямолинейно.

Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v, перпендикулярной вектору В, то сила Лоренца F=Q[vB] постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы. Согласно второму закону Ньютона, эта сила создает центростремительное ускорение. Отсюда следует, что частица будет двигаться по окружности:

В результате сложения обоих движений возникает движение по спирали, ось которой параллельна магнитному полю, Шаг винтовой линии

Линейная магнитная ловушка .

Магнитная ловушка — пространственная конфигурация магнитного поля, созданная для ограничения движения какого-либо объекта.

Для того чтобы быть М. л., магнитное поле должно удовлетворять определённым условиям. Известно, что оно действует только на движущиеся заряженные частицы.

Магнитное поле, способные длительное время удерживать заряженные частицы внутри определённого объёма пространства. М. л. природного происхождения является магнитное поле Земли; огромное число захваченных и удерживаемых им космических заряженных частиц высоких энергий (электронов и протонов) образует Радиационные пояса Земли за пределами её атмосферы В лабораторных условиях М. л. различных видов исследуют главным образом применительно к проблеме удержания смеси большого числа положительно и отрицательно заряженных частиц — плазмы (См. Плазма). Совершенствование М. л. для плазмы направлено на осуществление с их помощью управляемой термоядерной реакции (См. Термоядерные реакции), в которой ядерная энергия лёгких элементов высвобождается не в виде мощного взрыва, а сравнительно медленно, в ходе контролируемого и регулируемого человеком процесса (см. Управляемый термоядерный синтез).