В общем случае

В магнитостатике

В магнитостатическом пределе наиболее важными являются:

Закон Био-Савара — занимающий в магнитостатике место, занимаемое в электростатике законом Кулона:

Теорема Ампера о циркуляции магнитного поля:

Основные уравнения (классической) электродинамики общего случая (то есть независимо от ограничений магнитостатики), в которых участвует вектор магнитной индукции :

Три из четырех уравнений Максвелла (основных уравнений электродинамики)

,

а именно:

Закон Гаусса для магнитного поля,

Закон электромагнитной индукции:

Закон Ампера - Максвелла.

Формула силы Лоренца

Следствия из нее, такие как

Выражение для силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля на ток (участок провода с током)

-выражение для вращающего момента, действующего со стороны магнитного поля на магнитный диполь (виток с током, катушку или постоянный магнит):

-выражение для потенциальной энергии магнитного диполя в магнитном поле:

а также следующих из них выражения для силы, действующей на магнитный диполь в неоднородном магнитном поле итд.

Выражение для силы, действующей со стороны магнитного поля на точечный магнитный заряд:

(это выражение, точно соответствующее обычному закону Кулона, широко используется для формальных вычислений, для которых ценна его простота, несмотря на то, что реальных магнитных зарядов в природе не обнаружено; также может прямо применяться к вычислению силы, действующей со стороны магнитного поля на полюс длинного тонкого магнита или соленоида).

Выражение для плотности энергии магнитного поля

Оно в свою очередь входит (вместе с энергией электрического поля) и в выражение для энергии электромагнитного поля и в лагранжиан электромагнитного поля и в его действие. Последнее же с современной точки зрения является фундаментальной основой электродинамики (как классической, так в принципе и квантовой).

Примечания

1 Если учитывать и действие электрического поля E, то формула (полной) силы Лоренца принимает вид:

При отсутствии электрического поля (или если член, описывающий его действие, специально вычесть из полной силы) имеем формулу, приведенную в основном тексте.

2 Это определение с современной точки зрения менее фундаментально, чем приведенное выше (и является просто его следствием), однако с точки зрения близости к одному из практических способов измерения магнитной индукции может быть полезным; также и с исторической точки зрения.

3То есть в наиболее фундаментальном и простом для ознакомления виде.

4 То есть в частном случае постоянных токов и постоянных электрического и магнитного полей или — приближенно — если изменения настолько медленны, что ими можно пренебречь.

5Являющаяся частным магнитостатическим случаем закона Ампера — Максвелла

Магнитное поле тока. Постоянные магниты

Вокруг неподвижных электрических зарядов существует электрическое поле, а вокруг подвижных зарядов (одиночных, или огромного их количества в проводниках с током) существует магнитное поле. Наличие магнитного поля вокруг проводника с током оказывается магнитной стрелкой (стрелкой компаса), которая изменяет свою ориентацию вблизи проводника с током (а). Эта ориентация зависит от направления тока. Наличие магнитного поля можно обнаружить также с помощью железных ошурок на листе картона, который пересекается проводником с током.

Магнитное поле оказывается не только вокруг проводников с током, но и вокруг естественных магнитов, например кусков железной руды. Кусок железа, контактируя с естественным магнитом, тоже приобретает магнитные свойства.

Тела из железа или некоторых соединений на его основе (в естественном состоянии, как куски руды, или в результате специальной обработки), которые обнаруживают в течение длительного времени магнитные свойства, называются постоянными магнитами. Кроме железа и некоторых сталей, способность сильно намагничиваться имеют также никель и кобальт.

Намагниченность постоянных магнитов тоже связана с токами (микротоками в атомах; такие токи являют собой движение электронов в атомах вокруг их ядер).

Дата добавления: 2015-06-27