Составители:
Рубрика:
38 39
а
б
Рис. 3.2
На рис. 3.2, а показаны линии магнитной индукции поля кругового
тока, на рис. 3.2, б – линии магнитной индукции поля соленоида (соле-
ноид – равномерно намотанная на цилиндрическую поверхность прово-
лочная спираль, по которой течет электрический ток).
На рис. 3.3 изображены линии магнитной индукции полосового
магнита; они выходят из северного полюса и входят в южный. Внутри
полосовых магнитов имеется магнитное поле, аналогичное полю внут-
ри соленоида, и линии магнитной индукции этого магнитного поля яв-
ляются продолжением линий магнитной индукции вне магнита. Таким
образом, линии магнитной индукции магнитного поля постоянных маг-
нитов являются также замкнутыми.
Рис. 3.3
Помимо макроскопических токов, текущих в проводниках, соглас-
но предположению французского физика А. Ампера (1775–1836) в лю-
бом теле существуют микроскопические токи, обусловленные движени-
ем электронов в атомах и молекулах. Эти микроскопические молекуляр-
ные токи создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в маг-
нитных полях макротоков. Например, если вблизи какого-то тела помес-
тить проводник с током (макроток), то под действием его магнитного
поля микротоки во всех атомах определенным образом ориентируются,
создавая в теле дополнительное магнитное поле. Вектор магнитной ин-
дукции
B
r
характеризует результирующее магнитное поле, создаваемоее
всеми макро- и микротоками, т. е. при одном и том же токе и прочих
равных условиях вектор
B
r
в различных средах будет иметь разные зна-
чения.
Магнитное поле макротоков описывается вектором напряжен-
ности
H
r
. Для однородной изотропной среды вектор магнитной индук-
ции связан с вектором напряженности следующим соотношением:
,μμ
0
HB
r
r
=
(3.4)
где
0
μ
– магнитная постоянная; m – безразмерная величина – магнитная
проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле
макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды. Размерность
H
r
в системе CИ
ú
û
ù
ê
ë
é
м
A
,
7
0
10π4μ
-
×=
[Гн/мн/м].
Сравнивая векторные характеристики электростатического (
E
r
и
D
r
)
и магнитного (
B
r
и
H
r
) полей, видим, что аналогом вектора напряжен-
ности электростатического поля
E
r
является вектор магнитной индукции
B
r
, так как векторы
E
r
и
B
r
определяют силовые действия этих полейлей
и зависят от свойств среды. Аналогом вектора электрического смещения
D
r
является вектор напряженности магнитного поля.
3.2. Закон Био – Савара – Лапласа и его применение
к расчету магнитного поля
Магнитное поле постоянных токов различной формы изучалось
французскими учеными Ж. Био (1774–1862) и Ф. Саваром (1791–1841).
Результаты этих опытов были обобщены выдающимся французским
математиком и физиком П. Лапласом.
Закон Био – Савара – Лапласа для проводника с током I, элемент
которого dl создает в некоторой точке А (рис. 3.4) индукцию поля dB,
записывается в виде
[
]
,
,d
π4
μμ
d
2
0
r
rl
B
r
=
(3.5)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
