Магнитное поле постоянного тока

В проводящей среде и методов их решения

Общая характеристика задач расчета электрического поля

Так же, как и задачи электростатики, задачи расчета электрического поля в проводящей среде можно классифицировать по характеру величины, которая определяется в результате расчета:

1. На задачи, у которых определяются точечные характеристики (плотность тока, потенциал).

2. На задачи, в которых находят интегральные характеристики поля, например, сопротивление между электродами или напряжение между какими-то точками.

В зависимости от того, что задано и что определяется, все задачи делятся на два типа:

1. В первом – заданы форма и расположение электродов (геометрия поля), свойства среды и интенсивность источников, создающих поле. Требуется найти либо точечные, либо интегральные характеристики поля.

2. Второй тип задачи является обратным по отношению к первому. Например: по заданной точечной характеристике поля, заданным форме, расположения электродов и свойствам среды найти интенсивность источников, создающих поле.

Задачи расчета электрического поля в проводящей среде могут быть решены:

1. Непосредственным интегрированием уравнений, описывающих поле.

2. Использованием аналитических решений для других статических невихревых полей.

3. Экспериментальным или графическим путем.

4. Методом зеркальных изображений.

5. Методом конформных преобразований.

Связь основных величин, характеризующих магнитное поле.

Магнитное поле постоянного тока создается неизменными во времени токами, проходящими по проводящим телам, неподвижным в пространстве по отношению к наблюдателю. Электрическое поле постоянного тока не влияет на магнитное поле, и их можно рассматривать независимо.

Магнитное поле характеризуется индукцией , намагниченностью и напряженностью магнитного поля . Эти три величины связаны соотношением

(17.1)

где Гн/м – магнитная постоянная, – абсолютная, а – относительная магнитная проницаемость.

Одним из основных проявлений магнитного поля является воздействие его на проводник с током, помещенный в это поле. Сила воздействия на элемент проводника длиной

(17.2)

Эта сила перпендикулярна индукции в данной точке поля и перпендикулярна элементу с током (рис 17.1).

Рис. 17.1. Взаимодействие проводника с током и магнитного поля

Если и параллельны, то элемент тока не испытывает механического воздействия со стороны магнитного поля.

Механические воздействия магнитного поля на ток можно пояснить, исходя из представлений о деформации силовых линий магнитного поля или из понятий о силах Лоренца.

Внешнее Собственно Результирующее

однородное поле провода поле

поле

Рис. 17.2. К пояснению воздействия магнитного поля на проводник с током

Результирующее поле слева от проводника разрежено, а справа – сгущено. Силовые линии стремятся выпрямиться, производя давление на провод справа налево.

При взаимно перпендикулярном расположении магнитного поля и провода с током направление действия силы определяется по правилу левой руки.

Дата добавления: 2014-01-07