Магнитное поле в вакууме. Индукция магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитное поле – силовое поле, основным свойством которого, является действие на проводники с током или движущиеся заряды в этом поле. Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).
Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.
Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции
Магнитная индукция B — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой F магнитное поле действует на заряд q, движущийся со скоростью v.
α — угол между векторами скорости и магнитной индукции.
Закон Био-Савара-Лапласа определяет величину модуля вектора магнитной индукции в точке выбранной произвольно находящейся в магнитном поле. Формулировка: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид:
Если же взять за точку отсчёта точку, в которой нужно найти вектор магнитной индукции, то формула немного упрощается:
где r — вектор, описывающий кривую проводника с током I, dB — вектор магнитной индукции, создаваемый элементом проводника dr.
Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля. Магнитное поле соленоида.
Теорема: Циркуляция магнитного поля постоянных токов по всякому замкнутому контуру пропорциональна сумме сил токов, пронизывающих контур циркуляции.
Здесь B — вектор магнитной индукции, j — плотность тока.
Вихревой характер магнитного поля:
Линии магнитной индукции непрерывны: они не имеют ни начала, ни конца. Это имеет место для любого магнитного поля, вызванного какими угодно контурами с током. Векторные поля, обладающие непрерывными линиями, получили название вихревых полей. Магнитное поле есть вихревое поле. В этом заключается существенное отличие магнитного поля от электростатического.
Соленоид — разновидность электромагнитов. Соленоид — это односложная катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра.
Магнитное поле соленоида представляет собой суперпозицию отдельных полей, которые создаются каждым витком в отдельности. Через все витки протекает один и тот же ток. Оси всех витков лежат на одной лини. Соленоид представляет собой катушку индуктивности, имеющую цилиндрическую форму. Эта катушка намотана из проводящей проволоки. При этом витки уложены плотно друг к другу и имеют одном направление. При этом считается, что длинна катушки значительно превышает диаметр витков.
8. Движение заряда в магнитном поле. Сила Лоренса. Магнитное взаимодействие токов. Сила Ампера
9. Контур с током. Моменты Контура. Магнитный поток. Работа.
10. Явление индукции. Фарадей. Ленц. Самоиндукция.