Основные свойства и характеристики магнитного поля

Свойства

Магнитные явления известны с древнего мира (компас изобретен в Китае 4500 лет назад, а в Европе компас нашел применение только с развитием парусного флота в XII веке).

Только в XIX веке была обнаружена связь электричества с магнетизмом и возникло представление о магнитном поле. Впервые эту связь 15 февраля 1820 г. случайно выявил датский физик Ганс Христиан Эрстед (поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током).

В том же году французский физик Анри Ампер наблюдал силовое взаимодействие (притяжение и отталкивание) двух проводников с токами.

Проводники с токами оказывают силовое действие друг на друга не непосредственно, а через окружающие их магнитные поля.

Источниками магнитного поля являются электрические токи, то есть движущиеся электрические заряды.

Взаимодействие движущихся зарядов называется магнитным.

Магнитное поле постоянных магнитов также создается электрическими микротоками, циркулирующими внутри молекул вещества.

Магнитное поле - особая форма существования материи.

Характеристики

1. Вектор магнитной индукции – силовая характеристика магнитного поля, определяющая силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле.

За направление вектора магнитной индукции принимается:

· направление нормали к плоскости контура с током, помещенного в магнитное поле. Если буравчик (правый винт) вращать по направлению тока I в проводнике, то его поступательное движение совпадет с направлением магнитной индукции поля B проводника;

· направление северного полюса магнитной стрелки.

Величину вектора магнитной индукции определяют по максимальному вращающему моменту, действующему на рамку с током в магнитном поле.

. [B] – Тл (Тесла).

Для графического изображения магнитных полей используют линии магнитной индукции (силовые линии магнитного поля).

Линией магнитной индукции называют линию, в каждой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной.

Линии магнитной индукции - замкнутые линии.

Магнитное поле прямого проводника с током.

Магнитное поле контура с током.

Магнитное поле соленоида (катушки индуктивности без ферромагнитного сердечника).

Магнитное поле постоянного магнита.

Магнитные поля соленоида и постоянного магнита идентичны. Следовательно, вместо постоянного магнита можно использовать электромагнит (соленоид).

2. Сила Ампера - сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.

, где

l - длина проводника, находящегося в магнитном поле;

α - угол между вектором магнитного поля и проводником.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки (силовые линии магнитной индукции входят в ладонь, четыре пальца направлены по току, большой палец указывает направление силы Ампера).

Взаимодействие параллельных проводников с токами

Проводники с одинаковым направлением токов притягиваются, с разным - отталкиваются.

С другой стороны , следовательно,

Домашнее задание

Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника, стр. 59-62, 80-84. СР № 7.