Магнитное поле тока. Индукция и напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого и кругового токов.

Магнитное поле создается вокруг электрических зарядов при их движении. Так как движение электрических зарядов представляет собой электрический ток, то вокруг всякого проводника с током всегда существует магнитное поле тока. Это легко подтвердить опытом: к проводнику по которому течет ток и поднести компас, стрелка которого отклонится. Магнитное поле существует только возле движущихся зарядов, либо при изменении электрического поля. Магнитное поле является вихревым. При протекании через прямолинейный проводник электрического тока в пространстве вокруг него возникает магнитное поле, силовые линии которого представляют собой окружности с центром на оси проводника.

Линии магнитного поля замкнуты, их направление определяют по правилу буравчика (правило правой руки): Если большой палец правой руки расположить по направлению Движения тока в проводнике, Тогда 4 пальца обхватывающие проводник покажут направление силовых линий.

Если свернуть проводник в спираль то получится соленоид, магнитное поле которого сильнее, направление силовых линий в нем определяется: если обхватить соленоид правой рукой так чтоб четрые пальца совпадали с направлением тока в витках, тогда большой палец покажет северный полюс соленоида, а силовые линии направлены с севера на юг.

Под действием магнитного поля на проводник с током возникает сила Ампера:

F_A=IBlsinα (α угол между B и I)

Где B - вектор магнитной индукции, основная силовая характеристика магнитного поля, характеризующая его действия на заряженные частицы в данной точке пространства. Определяет, с какой силой F_А магнитное поле действует на заряд q, движущийся со скоростью V. Еденица измерения - [Гн]

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так чтобы силовые линии входили в ладонь а 4 вытянутых пальца совпадали с направлением тока в проводнике то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление F_A.

I=iS=qnVS (n-концентрация зарядов, V-их скорость)
F_A=IBlsinα= qnVSBl=q*N/V(обьем)V(скорость)V(обьем)=qbV(скорость)N
F_A/N=qBVN/N=qBV=F_л – сила Лоренца

Иными словами B, — это такой вектор, что сила Лоренца F_л, действующая со стороны магнитного поля на заряд q, движущийся со скоростью V, равна:
F_л =qBVsin α
F_л=q[B×V]
где косым крестом обозначено векторное произведение, α — угол между векторами скорости и магнитной индукции.
Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так чтобы силовые линии входили в ладонь а 4 вытянутых пальца совпадали с направлением движения положительной частицы в проводнике то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление F_л.

Напряженностью магнитного поля называется отношение механической силы, действующей на положительный полюс пробного магнита, к величине его магнитной массы или механическая сила, действующая на положительный полюс пробного магнита единичной массы в данной точке поля.

, где l-длинна магнитной силовой линии

Магнитный поток – характеризует плотность силовых линий на еденицу площади.
Ф=BS [Вб]

Напряженность изображается вектором H, имеющим направление вектора механической силы f.

Закон Био-Савара-Лапласа- физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током.

µ - относительная магнитная проницаемость среды
µ₀=4π*10^-7 Гн/м

Магнитное поле прямого и кругового тока:

Направление поля кругового тока можно определить, пользуясь «правилом буравчика».
Напряженность магнитного поля в центре витка с током определяется по формуле: .