Магнитное поле. Вектор магнитной индукции.

Вокруг неподвижного электрического заряда существует электростатическое поле, которое характеризуют вектором напряженности Е, посредством этого поля осуществляется взаимодействие данного заряда с другими неподвижными зарядами, находящимися в этом поле. Если электрический заряд движется, вокруг него, а также вокруг проводника с током (ток – это движущиеся направленно заряды) возникает поле, которое называют магнитным полем и характеризуют вектором В - вектором магнитной индукции. Это поле действует на другие движущиеся заряды и проводники с токомс силой, которую называют магнитной силой.

Физический смысл вектора В можно определить из выражений для магнитных сил.

	магнитная составляющая силы Лоренца  - действует на заряд, движущийся в магнитном поле; направлена всегда ^ плоскости, в которой лежат v и В.
	сила Ампера - действует на проводникdlс током I в магнитном поле; всегда направлена ^ плоскости, в которой лежат dl и В

Из формулы : B= F_max/(qv) - магнитная индукция численно равна максимальной силе, действующей на единичный положительный заряд, движущийся в магнитном поле с единичной скоростью ((sina)_max=1). Из формулы : B=F_max/I× l - магнитная индукция численно равна максимальной силе, действующей в магнитном поле на проводник единичной длины, по которому течет единичный ток. Таким образом, вектор магнитной индукции – это силовая характеристика магнитного поля.

Магнитное поле характеризуют также с помощью вспомогательного вектора - вектора напряженности магнитного поля Н:

	вектор напряженности магнитного поля
m0 = 4p× 10-7 Н/А2 – магнитная постоянная m (безразмерная величина) – магнитная проницаемость вещества, m = 1 – вакуум, m @ 1 – воздух, газы m > > 1- ферромагнетики, m > 1- парамагнетики, m < 1 – диамагнетики (см. дальше)

 

Тема 9. Вопрос 2.

 

Графически магнитное поле изображают с помощью линии магнитной индукции – это линия, в каждой точке которой вектор магнитной индукции совпадает с направлением касательной. Линии магнитной индукции не следует называть силовыми линиями, т.к. магнитная сила направлена в каждой точке линии не по касательной, как в случае электростатического поля, а перпендикулярно ей. Линии магнитной индукции - это непрерывные замкнутые кривые, они не имеют ни начала, ни конца, не могут пересекаться. На рис. показаны линии индукции поля прямого тока и поля катушки с током.

 

 

Тема 9. Вопрос 3.

 

Закон Био – Савара – Лапласа.

 

Закон Био-Савара-Лапласа в векторной и скалярной формах; dB – магнитная индукция, создаваемая бесконечно малым элементом проводника dl, по которому течет ток I, в точке с радиус-вектором r.

	при дискретном распределении проводников с током	Принцип суперпозиции для магнитных полей: «Если магнитное поле создается несколькими токами, то магнитная индукция результирующего поля равна векторной сумме индукций полей отдельных токов»
	при непрерывном распределении тока в проводнике

 

Пользуясь законом БСЛ и принципом суперпозиции можно найти выражения для индукции магнитных полей различных проводников с током. Это сложная математическая задача.

 

Тема 9. Вопрос 4.

 

Закон Био – Савара – Лапласа.

 

Магнитное поле прямого проводника конечной длины.

Выберем произвольную точку на расстоянии r₀ от проводника (см. рис.) и бесконечно малый элемент проводника dl с током I, находящийся на расстоянии r от нее. Вектор магнитной индукции поля от этого элемента dB направлен перпендикулярно чертежу (на нас). Векторы магнитной индукции от остальных элементов проводника направлены также, поэтому интегрирование будет производиться в скалярной форме.

 

	dB – магнитная индукция от элемента dl с током I
	индукция от всего проводника по принципу суперпозиции ; чтобы проинтегрировать, надо свести к одной переменной, пока их две – r и l
	длина дуги АС при малых углах, она же из треугольника (А, С, dl); теперь появилась третья переменная a; сведем к переменной a.
	магнитная индукция поля прямого тока конечной длины

(Магнитное поле тока в подводящих проводах не учитываем).

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. V. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ
2. Векторное произведение векторов
3. Глава 2. Магнитное поле бистабильного сердечника и его регистрация
4. Двойственный вектор и двойственный тензор.
5. Дифференцирование векторных величин
6. Изучаемый феномен немагнитной природы
7. Как создается вращающееся магнитное поле?
8. Линейное векторное пространство. Базис. Размерность
9. Линейные операции над векторами
10. Линейные операции над векторами, линейная зависимость и независимость векторов
11. Магнитное поле внутри сердечника транформатора