Графическое изображение постоянного магнитного поля

Магнитное поле.

Магнетизм.

Опыт показывает, что движущиеся заряды взаимодействуют иначе, чем неподвижные. Кроме электрического взаимодействия возникает магнитное взаимодействие, связанное с существованием у движущихся зарядов кроме электрического поля – магнитного поля. В общем случае взаимодействие между зарядами устанавливается посредством электромагнитного поля.

Сила, действующая на заряд в электромагнитном поле, называется силой Лоренца (нидерландский физик – теоретик, 1853 – 1928), которую всегда можно представить как сумму электрической и магнитной силы:

,

так как их действие независимы друг от друга.

Электрическая сила, действующая на точечный заряд, равна:, где напряженность электрического поля.

Магнитное поле характеризуется вектором индукции магнитного поля,. Магнитная сила, действующая на точечный заряд, равна:

.

Если заряд покоится, то. Магнитное поле действует только на движущийся заряд.

Модуль вектора магнитной силы равен:

,

где. Магнитная сила равна нулю, если или. Максимальная магнитная сила равна при.

Магнитная сила всегда перпендикулярна вектору скорости и вектору индукции:.

Для положительного заряда эта тройка векторов связана правилом правого буравчика (см. рисунок).

Вектор характеризует силовое действие магнитного поля,, действующет на заряд в 1 Кл, движущийся со скоростью в вакууме, перпендикулярно вектору. Магнитная индукция измеряется в тесла (Тл).

.

Магнитное поле называется постоянным, если оно не изменяется с течением времени. Если, то такое поле называется однородным.

Окончательно для силы Лоренца получаем:

.

В электромагнитном поле движение заряженных частиц описывается уравнением:

.

В нерелятивистском приближении:

.

Отметим, что магнитная сила работы не совершает:

.

Следовательно, при движении в постоянном магнитном поле, кинетическая энергия заряженной частицы остается постоянной:

.

Для наглядности постоянное магнитное поле изображается с помощью силовых линий магнитного поля. В каждой точке силовой линии вектор направлен по касательной. Направление силовой линии совпадает с направлением вектора, а их густота определяет величину вектора. равно числу силовых линий, пресекающих единичную площадку, перпендикулярную силовым линиям в данном месте (см. рисунок).

Число магнитных силовых линий, пересекающих поверхность, называется магнитным потоком:

.

Магнитный поток измеряется в веберах (Вб)..

Магнитный поток величина алгебраическая, знак которого зависит от выбора направления нормали к поверхности.

Дата добавления: 2014-01-06