Понятийный аппарат (характеристики магнитного поля)
1) Индукция магнитного поля –векторная физическая величина, характеризующая силовое действие поля на помещенные в него токи (движущиеся заряды), численно равная отношениюмаксимального вращающего момента сил, действующего на контур с током, помещенный в исследуемую точку поля, к магнитному моменту этого контура:
(3.33)
гдеIS = Рm –магнитный момент контура, обтекаемого током I, S – площадь, ограниченная этим контуром.
2) Циркуляция вектора индукциипо контуру L – скалярная физическая величина, на основе которой производится классификация полей на потенциальные и непотенциальные, численно определяемая интегралом вида:
(3.34)
где 
– скалярное произведение вектора индукциии вектора элементадлиныконтура, 
– проекция вектора индукции на касательную к контуру.
Поле называется непотенциальным, если циркуляция вектора по замкнутому контуру не равна нулю. Магнитное поле не потенциально (см. далее).
3) Поток вектора индукции через поверхность S – скалярная физическая величина, на основе которой производится классификация полей на вихревые и безвихревые, численно определяемая интегралом вида:
(3.35)
где 
– скалярное произведение индукции на элемент площади поверхности(при этом за направление вектора 
принимают направление нормали (перпендикуляра) к поверхности 
)Вn – проекция вектора напряженности на нормаль к поверхности.Понятие «поток вектора индукции» связано с графическим изображением полей и определяетколичество силовых линий поля, пересекающих заданную поверхность. Поле называется вихревым, если его силовые линии замкнутые, а поток вектора через замкнутую поверхность равен нулю. Магнитное поле вихревое.
4) Энергия магнитного поля
Магнитное поле(как любой материальный объект) обладает энергией, за счет которой происходят изменения в характере движения заряженных частиц и проводников с током, помещенных в поле. Энергия магнитного поля пропорциональна квадрату его индукции:
(3.36)
гдеW – энергия поля, сосредоточенная в объёме V; 
– объемная плотность энергии поля (энергия в единице объёма); В–индукция магнитного поля; 
– магнитная проницаемость среды, в которой существует поле.
Графическое изображение магнитного поля
L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAkRXXaMIA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPTWvCQBC9C/0PywjedKNCKKmrlFIxCDk0lZbehuy4 Cc3OhuyaxH/fLRR6m8f7nN1hsq0YqPeNYwXrVQKCuHK6YaPg8n5cPoLwAVlj65gU3MnDYf8w22Gm 3chvNJTBiBjCPkMFdQhdJqWvarLoV64jjtzV9RZDhL2RuscxhttWbpIklRYbjg01dvRSU/Vd3qwC avE6YrjkTp7N10d5Kl7NZ6HUYj49P4EINIV/8Z8713H+NoXfZ+IFcv8DAAD//wMAUEsBAi0AFAAG AAgAAAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQ SwECLQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQ SwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1s LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQCRFddowgAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93 bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhwMAAAAA " filled="f" strokecolor="black [3213]" strokeweight="1pt">
L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAyROkFcIA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPTWvCQBC9C/0PywjedKNIKKmrlFIxCDk0lZbehuy4 Cc3OhuyaxH/fLRR6m8f7nN1hsq0YqPeNYwXrVQKCuHK6YaPg8n5cPoLwAVlj65gU3MnDYf8w22Gm 3chvNJTBiBjCPkMFdQhdJqWvarLoV64jjtzV9RZDhL2RuscxhttWbpIklRYbjg01dvRSU/Vd3qwC avE6YrjkTp7N10d5Kl7NZ6HUYj49P4EINIV/8Z8713H+NoXfZ+IFcv8DAAD//wMAUEsBAi0AFAAG AAgAAAAhAPD3irv9AAAA4gEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQ SwECLQAUAAYACAAAACEAMd1fYdIAAACPAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAuAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQ SwECLQAUAAYACAAAACEAMy8FnkEAAAA5AAAAEAAAAAAAAAAAAAAAAAApAgAAZHJzL3NoYXBleG1s LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQDJE6QVwgAAANwAAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAJgCAABkcnMvZG93 bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABAD1AAAAhwMAAAAA " filled="f" strokecolor="black [3213]" strokeweight="1pt">
Линии индукции (силовые линии) магнитного поляпроводятся так, чтобы касательная в каждой точке совпадала с вектором индукции поля, а густота линий соответствовала числовому значению индукции (там, где густота линий больше, индукция поля больше).
В отличие от электростатического поля линии индукции магнитного поля
замкнутые, что отражает вихревой характер магнитного поля.
L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAua3/TcMA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbESPW4vCMBSE34X9D+EIvsiaWEWkGmURvOyjlx9waM62 xeakNLGXf28WFvZxmJlvmO2+t5VoqfGlYw3zmQJBnDlTcq7hcT9+rkH4gGywckwaBvKw332Mtpga 1/GV2lvIRYSwT1FDEUKdSumzgiz6mauJo/fjGoshyiaXpsEuwm0lE6VW0mLJcaHAmg4FZc/by2po T8mFpgMOXb6uB3Wdnr+faqH1ZNx/bUAE6sN/+K99MRoWyRJ+z8QjIHdvAAAA//8DAFBLAQItABQA BgAIAAAAIQDw94q7/QAAAOIBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1s UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADHdX2HSAAAAjwEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALgEAAF9yZWxzLy5yZWxz UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADMvBZ5BAAAAOQAAABAAAAAAAAAAAAAAAAAAKQIAAGRycy9zaGFwZXht bC54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAua3/TcMAAADcAAAADwAAAAAAAAAAAAAAAACYAgAAZHJzL2Rv d25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA9QAAAIgDAAAAAA== " filled="f" strokecolor="black [3213]" strokeweight="1pt"/>
L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAb0AFbccA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbESPzWrDMBCE74G+g9hCbolcl4bgRjHGYFJCesjPpbet tbFNrZVrKY7Tp68KhRyHmfmGWaWjacVAvWssK3iaRyCIS6sbrhScjsVsCcJ5ZI2tZVJwIwfp+mGy wkTbK+9pOPhKBAi7BBXU3neJlK6syaCb2444eGfbG/RB9pXUPV4D3LQyjqKFNNhwWKixo7ym8utw MQq2efGO+8/YLH/afLM7Z9336eNFqenjmL2C8DT6e/i//aYVPMcL+DsTjoBc/wIAAP//AwBQSwEC LQAUAAYACAAAACEA8PeKu/0AAADiAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNd LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQAx3V9h0gAAAI8BAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC4BAABfcmVscy8u cmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQAzLwWeQQAAADkAAAAQAAAAAAAAAAAAAAAAACkCAABkcnMvc2hh cGV4bWwueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAG9ABW3HAAAA3AAAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAmAIAAGRy cy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPUAAACMAwAAAAA= " filled="f" stroked="f" strokeweight=".5pt">
L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAKB9kp8QA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbESPQWvCQBSE7wX/w/IEb7ppra1EV6mCEPRkbO/P7DOb mn0bstuY/vuuIPQ4zMw3zHLd21p01PrKsYLnSQKCuHC64lLB52k3noPwAVlj7ZgU/JKH9WrwtMRU uxsfqctDKSKEfYoKTAhNKqUvDFn0E9cQR+/iWoshyraUusVbhNtaviTJm7RYcVww2NDWUHHNf6wC tzuc9bs5XbOv74yrc77p9hej1GjYfyxABOrDf/jRzrSC6esM7mfiEZCrPwAAAP//AwBQSwECLQAU AAYACAAAACEA8PeKu/0AAADiAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQAx3V9h0gAAAI8BAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC4BAABfcmVscy8ucmVs c1BLAQItABQABgAIAAAAIQAzLwWeQQAAADkAAAAQAAAAAAAAAAAAAAAAACkCAABkcnMvc2hhcGV4 bWwueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhACgfZKfEAAAA3AAAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAmAIAAGRycy9k b3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPUAAACJAwAAAAA= " fillcolor="black [3200]" strokecolor="black [1600]" strokeweight="2pt"/>
L t1UKDXHTtVBSKC5JzEtJzMnPS7VVqkwtVrK34+UCAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEA1+NL/8QA AADcAAAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbERPy2rCQBTdF/yH4Qrd1YmWFIlOQghIS2kXRjfurpmb B2bupJmppv36zqLg8nDe22wyvbjS6DrLCpaLCARxZXXHjYLjYfe0BuE8ssbeMin4IQdZOnvYYqLt jfd0LX0jQgi7BBW03g+JlK5qyaBb2IE4cLUdDfoAx0bqEW8h3PRyFUUv0mDHoaHFgYqWqkv5bRS8 F7tP3J9XZv3bF68fdT58HU+xUo/zKd+A8DT5u/jf/aYVPMdhfjgTjoBM/wAAAP//AwBQSwECLQAU AAYACAAAACEA8PeKu/0AAADiAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQAx3V9h0gAAAI8BAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC4BAABfcmVscy8ucmVs c1BLAQItABQABgAIAAAAIQAzLwWeQQAAADkAAAAQAAAAAAAAAAAAAAAAACkCAABkcnMvc2hhcGV4 bWwueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANfjS//EAAAA3AAAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAmAIAAGRycy9k b3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPUAAACJAwAAAAA= " filled="f" stroked="f" strokeweight=".5pt">
В случае прямого проводника с токомлинии индукции магнитного поля представляют собой концентрические окружности с центром на проводнике, лежащие в плоскости перпендикулярной проводнику. Внутри длинного соленоида поле однородное – силовые линии параллельны оси соленоида. На оси кругового тока силовая линия вырождается в бесконечную прямую перпендикулярную плоскости витка (см. рис 3.8, 3.9, 3.10).
Если магнитное поле создано электрическим током, то для определения направления вектора индукции этого поля в произвольной точке необходимо выполнитьследующие действия:
‒ изобразить на рисунке одну из силовых линий поля, проходящую через исследуемую точку поля;
‒ определить направление силовой линии по правилу правого винта (буравчика);
‒ провести касательную к силовой линии в рассматриваемой точке, которая и определит направление вектора индукции (см. рис. 3.11).
Популярное:
