Тема 2.1: Основные свойства магнитного поля.

Вопросы:

1. Основные свойства магнитного поля.

2. Электромагнитные силы.

1. Основные свойства магнитного поля.

Магнитное поле является второй стороной электромагнитного поля. Оно обнаруживается по силовому действию на движущиеся заряды: в магнитном поле изменяется траектория движения зарядов .

Магнитное поле возбуждается проводниками с током. На рисунках магнитное поле изображают замкнутыми линиями со стрелками. Для прямолинейного проводника с током магнитные линии представляют собой концентрические окружности с центрами, лежащими на оси проводника.

Правило буравчика (правого винта) для прямолинейного проводника: если рукоятку буравчика вращать так, чтобы направление его поступательного движения совпадало с направлением тока в проводнике, направление вращения рукоятки укажет направление магнитных линий вокруг проводника

Магнито-движущая сила (МДС) – величина, характеризующая способность проводников с током возбуждать магнитное поле.

Для прямолинейного проводника

F = I 2.1.

Для катушки с током

F =Iw 2.2.

F – МДС проводника (катушки); I – ток в проводнике (катушке); w – число витков катушки.

МДС – величина направленная. Направление МДС прямолинейного проводника совпадает с направлением тока в нём. Направление МДС катушки удобно определять по правилу правой руки.

 

Если катушку обхватить правой рукой так, чтобы четыре пальца совпадали с направлением тока в витках катушки, то отогнутый под прямым углом большой палец укажет направление МДС катушки.

Магнитная индукция (B) – величина, характеризующая интенсивность магнитного поля с учётом магнитных свойств среды, в которой существует поле.

Магнитная индукция – величина векторная.

Единица магнитной индукции в SI – тесла (Т).

Однородное поле – поле, во всех точках которого

Если поле однородное и перпендикулярен некоторой поверхности, площадь которой равна S, то магнитный поток (поток вектора магнитной индукции) будет равен

Ф = BS 2.3.

Единица магнитного потока в SI - вебер (Вб; Wb).

Если со всеми w витками контура сцеплён один и тот же магнитный поток Ф, то потокосцепление этого контура Ψ определяется как

Ψ = Ф∙w 2.4.

Абсолютная магнитная проницаемость (µ_а) – величина, характеризующая магнитные свойства среды.

Магнитная постоянная (абсолютная магнитная проницаемость вакуума, µ₀).

Относительная магнитная проницаемость (µ_r)

µ_r= µ_а/µ₀

Единица абсолютной магнитной проницаемости в SI: генри на метр (Г/м; H/m).

Напряжённость магнитного поля(H) – величина, характеризующая интенсивность магнитного поля без учёта магнитных свойств среды. ). Напряжённость зависит только от МДС и является её частью, которая приходится на единицу длины магнитной линии. Очевидно, что единицей напряжённости магнитного поля в SI является ампер на метр (А/м; A/m).

Напряжённость, так же как и магнитная индукция, – величина векторная.

2. Электромагнитные силы.

Если проводник с током находится в магнитном поле, то на него действует электромагнитная сила F. Если направление вектора силы перпендикулярно направлению вектора индукции и направлению тока , то электромагнитная сила, действующая на проводник со стороны однородного магнитного поля определяется по формуле

F = BIl 2.5.

B – магнитная индукция поля; I – ток в проводнике; l – длина проводника.

 

Правило левой руки: если вектор магнитной индукции входит в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадают с направлением тока, то отогнутый под прямым углом большой палец указывает направление электромагнитной силы.