Магнитные силы

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Вблизи неподвижных зарядов возникает электростатическое поле. Движение зарядов (протекание электрического тока) приводит к появлению новой формы материи – магнитного поля. Это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие движущихся зарядов (электрических токов). Свойства магнитного поля используются во многих устройствах, используемых на практике. Достаточно сказать, что они лежат в основе действия генераторов тока, электродвигателей, электромагнитов, магнитных реле, электроизмерительных приборов, ускорителей и т.д. Магнитные явления и закономерности были открыты экспериментально. В настоящее время все они объяснены теоретически.

Магнитные силы действуют между движущимися зарядами. Взаимодействие зарядов описывается с помощью понятия «магнитное поле». Если имеется движущийся заряд, он является источником магнитных сил , действующих на другой движущийся заряд. В разных точках пространства магнитные силы различны по величине и направлению. Совокупность значений во всех точках пространства образует поле магнитных сил или магнитное поле.

Для количественной характеристики магнитного поля используют силовую характеристику, то есть величину, равную магнитной силе, действующей со стороны поля на единичный пробный движущийся заряд. Такой характеристикой является вектор , вектор магнитной индукции или вектор индукции магнитного поля.

По аналогии с электростатическим полем вектор соответствует вектору .

В СИ единицей магнитной индукции является тесла . Физический смысл этой величины будет выяснен позже.

С учетом того, что магнитная сила действует перпендикулярно скорости движущегося заряда, она определяется выражением

, (1)

где Q – величина заряда,

- его скорость.

Магнитная сила всегда перпендикулярна векторам и . Ее направление определяется правилом векторного произведения или правилом правого винта (рисунок 1).

Рисунок 1

Сила, определяемая формулой (1), носит название силы Лоренца. Сила Лоренца всегда перпендикулярна вектору скорости заряда, а, следовательно, и его перемещению: , поэтому сила Лоренца не совершает работу по перемещению заряда, а только меняет траекторию его движения, таким образом, энергия заряда под действием магнитных сил не изменяется.

Дата добавления: 2014-11-29