Магнитное поле

магнитным.
Магнитное поле создается проводниками с током, движущимися электрически заряженными частицами и телами, постоянными магнитами и переменным электрическим полем.
Магнитное поле проявляет себя по действию на движущие заряженные частицы и тела, на контур с током и на тела, обладающие магнитным моментом (намагниченные), независимо от того, движутся они или нет.

с током).

располагается положительная нормаль к рамке;
направление, совпадающее с направлением силы, которая действует на северный полюс магнитной стрелки, помещенной в данную точку.

В качестве положительного направления нормали принимается направление, связанное с током правилом правого винта.

как от свойств поля в данной точке, так и от свойств рамки:
,
В - вектор магнитной индукции – силовая характеристика магнитного поля;
Pm - вектор магнитного момента рамки с током.

(рамки),
n - единичный вектор нормали к поверхности рамки.
Направление Pm совпадает с направлением положительной нормали.

моментом, действующим на рамку с магнитным моментом, равным единице, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению поля:
.
Единица магнитной индукции : тесла
1Тл = 1Н/(1А.1м).

к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В.
Их направление задается правилом правого винта.

Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с током.

этим свойством, называются вихревыми.

электронов в атомах и молекулах.
Молекулярные токи создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в магнитных полях макротоков.
Вектор магнитной индукции В характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро- и микротоками.

μ0 — магнитная постоянная -
μ0 = 4 π . 10 -7 Гн / м ;
μ — магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды.

результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником в отдельности.

элементом тока длиной , была получена формула:
, где

- вектор, проведенный от элемента тока в точку А;

- вектор, совпадающий с элементарным участком тока и направленный в ту сторону, в которую течет ток.

направление совпадает с направлением правого винта, вращающегося по кратчайшему пути от к .

Модуль определяется как
,

где - угол между векторами и .

бесконечной длины:

Магнитное поле конечного проводника c током:

проводника с током создают в центре магнитное поле одинакового направления — вдоль нормали от витка.

Магнитное поле на оси кругового витка с током на расстоянии b от его центра:

– его длина.

Соленоид – это проводник, намотанный по винтовой линии на поверхность цилиндрического каркаса.

Пусть длинный соленоид с током I имеет n витков на единицу длины.

Поле внутри соленоида однородно (краевыми эффектами пренебрегаем).

проводника с током прямо пропорциональна силе тока в проводнике I, длине элемента проводника dl и индукции магнитного поля В.
Определяется выражением:
,
где dl – вектор по модулю равный dl и совпадающий по направлению с током.

руки расположить так, чтобы в неё входил вектор магнитной индукции В, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, тогда отогнутый на 90о большой палец покажет направление силы Ампера F.

α ,

где dF - сила Ампера; I - сила тока в проводнике; dl - элемент проводника; B - модуль индукции магнитного поля; α - угол между векторами индукции В и dl (направлением тока в проводнике).

Модуль силы Ампера, действующей на прямолинейный проводник с током, находящийся в однородном магнитном поле:

F = I . B . L. sinα ,
где L - длина проводника.

силой Ампера на другой ток и наоборот.

Магнитное взаимодействие параллельных и антипараллельных токов.

магнитное поле. Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов, поэтому можно сказать, что любой движущийся в вакууме или среде заряд создает вокруг себя магнитное поле.

скоростью υ, выражается формулой:

- в векторной
форме;

- модуль магнитной
индукции

Для отрицательного заряда направление магнитной индукции поменяется на противоположное.

магнитное поле, которое распространяется в вакууме со скоростью света.
При движении заряда во внешнем магнитном поле возникает силовое взаимодействие магнитных полей, определяемое по закону Ампера.

По проводнику dl за промежуток времени dt проходит n одинаковых зарядов величиной dq , т.е. через проводник протекает ток, сила которого .

скорость движения заряда; α – угол между вектором скорости υ и вектором магнитной индукции В.

Согласно закону Ампера , на ndq зарядов будет действовать сила:
.

током, так и на движущийся заряд, было получено Лоренцем и названо в его честь.

Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд, равна:
.

- сила Лоренца в векторном виде.

Сила Лоренца перпендикулярна векторам υ и В.

то она не изменяет величину скорости, а изменяет лишь направление движения частиц.

Действие силы Лоренца не приводит к изменению энергии заряженной частицы, т.е. эта сила не совершает работы.

Направление силы Лоренца, действующей на положительный заряд, определяется по правилу левой руки.
С изменением знака заряда направление силы изменяется на противоположное.

Магнитное поле не действует на заряженную частицу в двух случаях:
если υ = 0 (частица неподвижна);
если sinα = 0, т.е. частица движется вдоль линий магнитного поля .

;

При движении заряженной частицы в однородном магнитном поле, перпендикулярном к плоскости, в которой происходит движение, траектория частицы является окружностью.

представляет собой винтовую линию, ось которой совпадает с направлением поля.

q

площадку называется скалярная физическая величина, равная

где - угол между нормалью к площадке и вектором магнитной индукции, - проекция вектора на нормаль к площадке.

Магнитный поток через площадку, в зависимости от ориентации вектора по отношению к нормали, может быть как положительным, так и отрицательным, что определяется знаком проекции .

поверхность равен сумме потоков через все элементы поверхности, т.е. равен интегралу:
.

в этой формуле , - орт вектора нормали.

Единицей магнитного потока в системе СИ является вебер (Вб).

сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю:
.

В

Эта теорема отражает факт отсутствия магнитных зарядов, вследствие чего линии магнитной индукции не имеют ни начала, ни конца и являются замкнутыми.

контуре при изменении магнитного потока пронизывающего этот контур возникает электрический ток, получивший название индукционного.

Направление индукционного тока зависит от:
направления магнитных линий;
характера изменения магнитного потока.

Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока: чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше сила индукционного тока.

по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром:

или

Единица ЭДС : В (вольт).
Этот закон является универсальным: ЭДС
не зависит от способа изменения магнитного потока.

ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей.

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

этом же контуре. Данное явление получило название самоиндукции.

, где L - индуктивность контура.

Единица индуктивности : Гн (Генри).
Индуктивность катушки:

где N – число витков катушки;
L – ее длина; S – площадь ее
поперечного сечения.

const (контур не деформируется и магнитная проницаемость среды постоянна). Знак минус обусловлен правилом Ленца и показывает, что индуктивность контура приводит к замедлению изменения тока в нем.