1 1
1

Магнитное поле тока

Взаимодействие магнитов
Магнитные поля взаимодействуют друг с другом . Разноименные  магнитные полюса (S –южный и N – северный ) притягиваются, а одноименные ( S-S и N-N)
отталкиваются.     По гипотезе Ампера  магнитное поле всегда создается движущимися электрическим зарядами (электрическим током), в том числе и магнитное поле постоянных магнитов.


Количественной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции (B). Направление этого вектора совпадает с направлением магнитной стрелки компаса (от N к S), помещенной в магнитное поле.

Опыты, подтверждающие создание магнитного поля электрическим током.

1.Опыт Эрстеда.

2. Опыт Эйхейнвальда.

На обод колеса равномерно нанесен электрический отрицательный заряд. Колесо приводится во вращение, и заряды вместе с колесом двигаются по окружности. Создается магнитное поле, которое обнаруживает магнитная стрелка компаса, расположенная по колесом. Стрелка компаса ориентируется перпендикулярно плоскости колеса.

1

3. Опыт Иоффе.

В вакуумной трубке с разогретого электрода(катода) вылетают эдектроны и под действием электрического поля летят к положительному аноду. В трубке протекает электрический ток, магнитное поле которого фиксирует магнитная стрелка компаса, ориетируясь перпендикулярно трубке.

1

Направление вектора магнитной индукции B   
определяется по правилу правого винта (буравчика) для прямого и кругового тока  - см. рисунок.

Для кругового тока правило правого винта применяется следующим образом: направление вращения рукоятки винта совпадает с направлением тока, тогда направление поступательного движения винта совпадет с направление вектора магнитной индукции.


Закон Био-Савара-Лапласа

Французкие ученые Био и Савар по результатам экспериментов получили соотношения для модуля магнитной индукции поля, созданного проводникамис током различной формы. Обобщив эти соотношения Лаплас получил формулу для магнитной индукции поля, созданного элементом тока. Справедливость полученного закона доказывается тем, что с ее помощью можго получит соотношения для магнитной индукции поля, созданного проводником любой формы.

1

Прямой проводник с током создает на расстоянии d магнитное поле индукцией B. Формула может быть получена с помощью закона Био-Савара-Лапласа.

1

Покажем применение закона для кругового проводника с током (витка).

1


  индукция магнитного поля, созданного элементом тока
Элементом тока называется вектор, совпадающий по направлению с током, а по модулю равный длине проводника.
В -  индукция магнитного поля, созданного всем проводником.
Kм—коэффициент пропорциональности ,
 магнитная постоянная.

Пример создания магнитного поля в катушке с током.

2

Виток с током можно представить как небольшой магнит, в котором в том месте, где магнитные линии выходят, будет северный полюс, а в том месте, где они входят в виток , будет южный полюс. Несколько витков образуют катушку с током или соленойд. Магнитное поле внутри соленойда можно считать однородным - постоянным во всех точках как по величине так и по направлению.