Магнитным полем называется силовое поле, возникающее в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты,

Магнитное поле и его характеристики.

Закон Ампера, взаимодействие параллельных токов.

Закон Био — Савара — Лапласа.

Магнитное поле и его характеристики.

Тема 3. Магнитное поле.

Лекция_№7.

Определение 1.

 

Наличие магнитного поля обнаруживается по силовому действию на внесенные в него провод­ники с током или постоянные магниты.

Название «магнитное поле» связывают с ориен­тацией магнитной стрелки под действием поля, создаваемого током (это явление впервые обнаружено датским физиком X. Эрстедом (1777—1851)).

Электрическое поле действует как на неподвижные, так и на движущиеся в нем электрические заряды.

Важнейшая особенность магнитного поля состоит в том, что оно действует только на движущиеся в этом поле электрические заряды.

При исследовании магнитного поля используется замкнутый плоский контур с током (рамка с током), линейные размеры которого малы по сравнению с расстоянием до токов, образующих магнитное поле.

Ориентация контура в простран­стве определяется направлением нормали к контуру. Направление нормали определя­ется правилом правого винта: за положительное направление нормали принимается направление поступательного движения винта, головка которого вращается в направ­лении тока, текущего в рамке (рисунок слева).

Опыты показывают, что магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие, поворачивая ее определенным образом.

Этот результат использу­ется для выбора направления магнитного поля.

 

Определение 2.

За направление магнитного поля в данной точке принимается направление, вдоль которого располагается положитель­ная нормаль к рамке (рисунок слева).

 

Примечание.За направление магнитного поля может быть также принято направление, совпадающее с направлением силы, которая действует на север­ный полюс магнитной стрелки, помещенной в данную точку. Так как оба полюса магнитной стрелки лежат в близких точках поля, то силы, действующее на оба полюса, равны друг другу. Следовательно, на магнитную стрелку действует пара сил, поворачи­вающая ее так, чтобы ось стрелки, соединяющая южный полюс с северным, совпадала с направлением поля.

 

Рамкой с током можно воспользоваться также и для количественного описания магнитного поля.

 

Определение 3.

Магнитным моментом плоского контура с током называется физическая величина, равная где S — площадь поверхности контура (рамки), n— единичный вектор нормали к по­верхности рамки.

 

Примечание. Направление р_m совпадает с направлением по­ложительной нормали.

 

Если в данную точку магнитного поля помещать рамки с различными магнитными моментами, то на них действуют различные вращающие моменты, однако отношение М_max/р_m (М_max — максимальный вращающий момент) для всех контуров будет одинаковым!

И, следовательно, данное отношение может служить характеристикой магнитного поля!

Определение 4.