Вектор индукции магнитного поля

Вокруг проводников с током всегда возникает вихревое магнитное поле. Его силовая характеристика называется магнитной индукцией. И, как и любая сила, магнитная индукция является векторной величиной. Рассмотрим вектор магнитной индукции более подробно.

Вектор магнитной индукции

Действие магнитного поля проявляется в том, что оно влияет на проводник с током, создавая силу Ампера.

Действие магнитного поля на проводник с током

Рис. 1. Действие магнитного поля на проводник с током.

Сила Ампера зависит как от величины магнитной индукции, так и от взаимной ориентации линий магнитного поля и проводника с током. Следовательно, магнитная индукция должна характеризоваться модулем и направлением, то есть, быть векторной.

Направление индукции

Поскольку первым замеченным проявлением магнитного поля было действие на стрелку компаса, направление линий магнитного поля было принято за направление северной стрелки. Таким образом, линии, определяющие магнитный поток Земного магнитного поля, выходят из Южного полюса, тянутся вокруг земного шара, и входят в Северный полюс.

Для проводников и контуров с током были установлены специальные мнемонические правила, определяющие направление возникающего магнитного поля.

Правило буравчика: если направление поступательного движения острия буравчика при ввинчивании совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращательного движения буравчика в каждой точке совпадает с направлением вектора индукции магнитного поля.

Правило буравчика

Рис. 2. Правило буравчика.

Правило обхвата правой рукой для проводника с током: если большой палец правой руки указывает направление тока, то остальные пальцы будут показывать направление магнитных линий.

Правило обхвата правой рукой для катушки: если четыре пальца направляются вдоль витков катушки, в направлении тока в них, то большой палец укажет направление вектора магнитной индукции.

В правиле обхвата в обоих случаях большой палец укажет прямую линию, а остальные пальцы – охватывающую.

Правило обхвата правой рукой

Рис. 3. Правило обхвата правой рукой.

Приведенные правила эквивалентны. Более удобным для определения направления вектора индукции магнитного поля является правило обхвата правой рукой. Однако, в большинстве классических источников приводится правило буравчика, поэтому знать его тоже желательно.

Модуль индукции

Модуль вектора индукции магнитного поля можно получить, используя закон Ампера:

$$\big|\overrightarrow F \big| =I{\big|\overrightarrow B\big|}Δl\thinspace sin\thinspace\alpha$$

Физический смысл магнитной индукции – это максимальная сила, которая может действовать на проводник единичной длины с единичным током.

Сила будет максимальной при условии $sin \alpha = 1$. Следовательно:

$$\big| B \big|={\big|F_{max}\big|\over IΔl}$$

Что мы узнали?

Магнитная индукция – это векторная величина. Ее модуль равен отношению максимальной силы, действующей со стороны поля на проводник с единичным током единичной длины, а для определения направления вектора используются мнемонические правила буравчика и обхвата правой рукой.

Тест по теме

  1. Вопрос 1 из 5

    Магнитное поле проявляет себя, действуя на …

Начать тест(новая вкладка)
Доска почёта
Чтобы попасть сюда - пройдите тест.
    Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.5. Всего получено оценок: 162.

Предметы