![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лекция 7. Магнитное поле. Постоянное магнитное поле.
§ 7 –1 Закон Ампера.
элементом тока. Ампером было установлено, что величина сил взаимодействия двух элементов определяется выражением:
где смысл принятых обозначений ясен из рис.17 и 18. Величина k как и прежде введена из соображений размерности. В системе СИ она равна m0 /4p; значение постоянной m0 , которую принято называть магнитной постоянной вакуума, записывается так: m0 = 4p ´ 10 –7 Для определения силы как вектора закон Ампера должен быть изменен так, чтобы справа стояло векторное произведение:
По аналогии с электростатическим полем для характеристики магнитного поля можно ввести силовую величину, отнесенную к единичному элементу тока. В теории магнитизма эту величину принято называть магнитной индукцией, точнее вектором магнитной индукции. Тогда закон Ампера для произвольного элемента тока I2 dl2 может быть записан как
Это определение как модуля, так и самого вектора dB носит название закона Био-Савара-Лапласа.
го винта: если вращать вектор d l по кратчайшему углу в сторону к физически выделенному направлению, то движение оси винта покажет направление действия силы dF = BId l sina. В векторной записи
Сила максимальна, когда d l перпендикулярно направлению В. В этом случае В определя-ется как:
Отсюда единица измерения магнитной индукции в системе СИ, называемая тесла, определяется как 1Н/ (1A´ 1M). Магнитное поле можно наглядно изобразить с помощью силовых линий, проводя их по тем же правилам, чио и в электростатике, но характер этих линий – другой. Как уже отмечалось, магнитных зарядов не существует, поэтому свойства силовых линий магнитного поля отличаются от свойств электростатического поля. Из следствия теоремы Гаусса вытекает, что поток вектора В через любую замкнутую поверхность должен равняться нулю, т.е. силовые линии магнитной индукции непрерывны, и
Теоретический расчет величины В для конкретной конфигурации проводников произво-дится на основании закона Био-Савара-Лапласа с использованием принципа суперпозиции
§ 7–2 Поле прямого тока и витка с током. В качестве примеров расчета значений вектора магнитной индукции вычислим поле прямого тока и в центре круглого витка с током. Поле прямого тока.
где a1 и a2 – углы, соответствующие направлениям на концы проводника. Если проводник
бесконечный, то a1® 0, а a2® p, и Направление вектора В определяется правилом вычисления векторного произведения: первый сомножитель (dl в нашем случае) вращается в направлении наименьшего угла ко второму сомножителю (r). Направление движения оси правого винта при таком вращении покажет направление их векторного произведения (на рис.- от нас – значок -Ä). Силовые линии магнитного поля являются концентрическими окружностями, охватывающими про-водник с током. Все они лежат в плоскости, перпендикулярной направлению тока. Поле витка с током. Вычислим значение вектора магнитной индукции в центре круглого витка, обтекаемого
|