1. Магнитное поле. Основные законы. Магнитное поле - особый вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие движущихся зарядов, электрических токов и постоянных магнитов. Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды (токи). Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем проводники с током.
Вектор магнитной индукции
Магнитное поле постоянного магнита и катушки с током
Линии магнитной индукции – линии, проведенные в магнитном поле так, что вектор В в каждой точке линии направлен по касательной к ней. Линии магнитной индукции всегда замкнутые. Магнитное поле вихревое. Северный полюс постоянного магнита, катушки с током, витка с током – полюс, из которого выходят линии магнитной индукции. Южный полюс – полюс, в который входят линии магнитной индукции.
Закон Ампера Элементарная сила dF, с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током прямо пропорциональна силе тока в проводнике I, длине элемента проводника dL и индукции магнитного поля В. Определяется выражением:
Модуль силы Ампера dF = I . B . dL. Sin α dF – сила Ампера I - сила тока в проводнике dL – элемент проводника B - модуль индукции магнитного поля α - угол между векторами индукции В и dL
Модуль вектора индукции магнитного поля
Формула для силы Ампера, действующей на прямолинейный проводник с током, находящийся в однородном магнитном поле F = I . B . L. Sinα F - сила Ампера I - сила тока B - модуль индукции магнитного поля L - длина проводника α - угол между вектором индукции В и направлением тока в проводнике
Правило левой руки Ладонь левой руки расположить так, чтобы в неё входил вектор магнитной индукции В (линии индукции магнитного поля), а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, тогда отогнутый на 90о большой палец покажет направление силы Ампера F.
Закон Био – Савара - Лапласа
Модуль вектора магнитной индукции В
Принцип суперпозициии магнитных полей Если магнитное поле создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля равна векторной сумме индукций магнитных полей, создаваемых каждым проводником с током в отдельности.
Магнитное поле прямолинейного проводника с током (прямого тока)
Правило правого винта или правого буравчика для прямого тока Направление вращения конца рукоятки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции dB ( магнитного поля ), если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводнике
Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями. Магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот. Магнитное взаимодействие параллельных и антипараллельных токов.
Сила взаимодействия параллельных токов
Магнитное поле Земли