Магнитное поле в вакууме
Лекция
Магнитное поле в вакууме
План
Магнитная индукция. Определение
Поле движущегося заряда. Направление вектора магнитной индукции
3. Закон Био – Савара - Лапласа
Сила Лоренца
Сила Ампера
Взаимодействие двух проводников с током
Контур с током в магнитном поле
Магнитное поле контура с током
Теорема Гаусса для магнитного поля
Магнитная индукция. Определение
Электрические заряды, покоящиеся относительно выбранной нами системы отсчета, имеют вокруг себя электрическое поле.
Основная характеристика магнитного поля – магнитная индукцияПоле движущегося заряда. Направление вектора магнитной индукции
Рассмотрим магнитное поле, создаваемое в некоторой точке Р точечным зарядом q, движущимся со скоростью v.
Вид функции установлен экспериментально
Вектор в каждой точке направлен перпендикулярно плоскости, в которой расположены вектора v и r и в сторону движения правого винта.
3. Закон Био – Савара – Лапласа
Определим индукцию магнитного поля от проводника с током в произвольной точке
Для малого элемента провода
Если мы имеем проводник с током, то линии магнитной индукции представляют собой систему охватывающих провод концентрических колец.
Сила Лоренца
На заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила, которую называют магнитной силой.
Направлена магнитная сила перпендикулярно плоскости, в которой лежат вектора v и B, и определяется по правилу левой…Магнитная сила перпендикулярна скорости частицы, значит, работа не совершается и энергия частицы не меняется.
Если есть электрическое и магнитное поле, то общая сила равна
Частицы движутся по окружности вокруг сечений магнитной индукции.
Сила Ампера
Рассмотрим проводник с током в магнитном поле. На каждый носитель заряда действует сила
Тогда на элемент проводника с током действует сила (Закон Ампера)
Направление действия силы определяется по правилу правого винта (левой руки).
Взаимодействие двух проводников с током
По закону Био – Савара – Лапласа на проводник I2 действует магнитное поле,…Ее направления для каждого проводника определены по правилу правого винта
Известно, что индукция поля прямого тока равна
Контур с током в магнитном поле
Дипольный магнитный момент контура с током
- положительная нормаль к контуру (по правилу правого винта)
Вращающий момент
- определяет направление оси вращения
Если взять электрон в атоме, то он образует микроскопическую рамку с током.
Атом обладает магнитным моментом, складывающимся из орбитальных магнитных моментов электронов и спиновых магнитных моментов электронов. Поведение вещества в магнитном поле определяется полным магнитным моментом атомов вещества.
Магнитное поле контура с током
Рассмотрим поле, создаваемое током, текущим по круговому контуру. Определим индукцию в центре кругового тока.
Каждый элемент тока dl создаст по закону Био – Савара в центре индукцию dB …Проинтегрируем по всему контуру
Направление вектора индукции совпадает с положительной нормалью к контуру.
Теорема Гаусса для магнитного поля
Поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен 0.
