Магнитное поле и его характеристики

В пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, назыв. магнитным. Важнейшей особенностью магнитн. поля является то, что оно действует только на движущиеся в этом поле электрическ. заряды. При исследов. Магнитн. поля используется замкнутый плоский контур с током, (рамка с током), линейные раз-меры которой малы по сравнению с расстоянием до токов, образующих магнитное поле.

Рис.13.1. Рис.13.2. Ориентация контура в пространстве определяется направлением нормали к контуру.Направление нормали определяется правилом правого винта: за «+»-ое направление нормали прини-мается направление поступательного движения винта, головка которого вращается в направлении тока, текущего в рамке (рис. 13.1). За направление магнитн. поля, создава-емого током, в данной точке принимается направление, вдоль кот. располагается «+»-ая нормаль к рамке (рис. 13.2). Как изв. из школьн. курса физики, на проводник, поме-щенный в магнитн. поле, действует сила, направление кот. определяется правилом левой руки. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы в неё входил вектор магнитной индукции , а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на ток. Так как в магнитн. поле на рамку с током действует пара сил, то она испытывает ориентирующее действие поля. Вращающий момент сил явл-ся векторн. произведением: ,(13.1); - вектор магнитного момента рамки с током, - вектор магнитной индукции. Для плоского контура с током принято: (13.2) – площадь поверхности контура, - ед-й вектор нормали к поверхности рамки. Магнитная индукция в данной точке однородного магнитн. поля определяяется максимальным вращатель-ным моментом , действующим на рамку с магнитн. моментом, равным 1, когда нормаль к рамке перпендику-лярна направлению поля: (13.3). Магнитное поле изображают с помощью линий магнитной индукции – линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора . Их направление задаётся правилом правого винта: головка винта, ввинчиваемого по направлению тока, вращается в направлении линий магнитной индукции. Линии магнитной индукции можно «проявить» с помощью железных опилок, намагничивающихся в магнитном поле и ведущих себя подобно маленьким магнитным стрелкам. На рис.13.3 показаны линии магнитной индукции поля кругового тока. Рис. 13.3. Линии магнитн. индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с током. Магнитное поле подчиняется принципу суперпозиции: магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколь-кими токами или движущимися зарядами, равна векторной сумме магнитных индукций складываемых полей, создаваемых каждым током или движущимся зарядом в отдельности: (13.4). Рассмотрим магнитное поле в в-ве. Согласно предположению А. Ампера (1775-1836) сущ-ет внешн. магнитное поле и поле в веществе. Внешн. магнитное поле обусловлено действием макротоков. В любом теле также существуют микроскопические круговые токи, создаваемые движением электронов в атомах и молекулах. Магнитное поле макротоков описыва-ется вектором напряжённости . Вектор магнитной индукции характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро- и микротоками. Для однородной изотропной среды вектор магнитной индукции связан с вектором напряжённости следующим соотношением: 13.5 - магнитная постоянная ( = Гн/м), -безразмерная величина – магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитн. поле макротоков усиливается за счёт поля микротоков среды. Сравнивая векторные хар-ки электростатич. ( и ) и магнитн.( и ) полей укажем, что аналогом является вектор магнитной индукции

; .

Дата добавления: 2017-01-14