ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
23
4 . Магнитное поле постоянного тока.
Напряженность магнитного поля
r
B
, создаваемая в точке
r
r
элементом
проводника
d
l
r
с линейным током I (ток считается линейным, если размеры
любого его сечения достаточно малы по сравнению с расстоянием от этого
сечения до рассматриваемых точек поля), равна (закон Био -Савара)
()
[
]
.
,
3
cr
rldI
rBd
r
r
r
=
Для магнитного поля, также как и для электрического , справедлив принцип
суперпозиции
(
)
(
)
,
∑
=
k
k
rBrB
r
r
где
(
)
rB
k
r
- напряженность поля, создаваемая k-м элементом системы . Из
(4.1) и (4.2) следует, что напряженность магнитного поля в точке Р, возникающая
при протекании линейного тока I по замкнутому проводящему контуру L, дается
формулой
[
]
∫
=
L
r
rld
c
I
B ,
,
3
r
r
где r - радиус-вектор, проведенный из элемента
d
l
r
в точку Р.
Для проводников конечного сечения формулы (4.1) и (4.3) приобретают вид
()
[
]
,
,
3
dV
cr
rj
rBd
r
r
r
=
()
[
]
,
,1
3
dV
r
rj
c
rB
V
∫
=
r
r
r
Здесь
r
j
- плотность тока ;
r
r
- радиус-вектор, проведенный от элемента
объема проводника dV до рассматриваемой точки поля Р. Интегрирование в (4.5)
проводится по всему объему обтекаемого током проводника .
Между проводниками, по которым протекает ток, возникает силовое
взаимодействие . Сила , с которой элемент тока Idl
11
r
воздействует на элемент тока
Idl
22
r
, подчиняется закону Ампера
[
]
[
]
r
r
r
r
F
II
cR
dldlR
12
12
2
12
3
2112
= ,
где
r
R
12
- радиус-вектор, проведенный из первого элемента тока ко второму
элементу ; I
1
, I
2
- линейные токи .
Силовые линии напряженности магнитного поля замкнуты , т.е .
divB
r
= 0,
Из (4.7) следует, что
r
r
BrotA= ,
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
23 4 . М агн итн о е по л е rпо ст о ян н о го т о к а. r На пр яж е нно r ст ь ма гни тно г о по ля B , со зда ва е ма я в то ч ке r эле ме нто м пр о во дни ка dl с ли не йны м то ко м I (то к сч и та е тся ли не йны м, е сли р а зме р ы люб о го е го се ч е ни я до ста то ч но ма лы по ср а вне ни ю с р а ссто яни е м о т это го се ч е ни я до р а ссма тр и ва е мы х то ч е к по ля), р а вна (за ко н Би о -С а ва р а ) r d B (r ) = [ r r I dl , r . ] cr 3 Д ля ма гни тно го по ля, та кж е ка к и для эле ктр и ч е ско го , спр а ве дли в пр и нци п супе р по зи ци и r r B(r ) = ∑ B k (r ), k r где B k (r ) - на пр яж е нно сть по ля, со зда ва е ма я k-м эле ме нто м си сте мы . И з (4.1) и (4.2) сле дуе т, ч то на пр яж е нно сть ма гни тно го по ля в то ч ке Р, во зни ка ющ а я пр и пр о те ка ни и ли не йно го то ка I по за мкнуто му пр о во дящ е му ко нтур у L, да е тся ф о р муло й r r I dl , r B= ∫ 3 , [ ] cL r r где r - р а ди ус-ве кто р , пр о ве де нны й и з эле ме нта dl в то ч ку Р. Д ля пр о во дни ко в ко не ч но го се ч е ни я ф о р мулы (4.1) и (4.3) пр и о б р е та ютви д r d B (r ) = r r j,r[ ] dV , cr 3 r 1 j, r r r B (r ) = ∫ 3 dV , [ ] cV r r r Зде сь j - пло тно сть то ка ; r - р а ди ус-ве кто р , пр о ве де нны й о т эле ме нта о б ъ е ма пр о во дни ка dV до р а ссма тр и ва е мо й то ч ки по ля Р. И нте гр и р о ва ни е в (4.5) пр о во ди тся по все му о б ъ е му о б те ка е мо го то ко м пр о во дни ка . М е ж ду пр о во дни ка ми , по ко то р ы м пр о те ка е т то к, во зни ка е т си ло во е r вза и мо де йстви е . С и ла , с ко то р о й эле ме нтто ка I1dl1 во зде йствуе тна эле ме нтто ка r I 2 dl2 , по дч и няе тся за ко ну Ампе р а [ [ ]] r I I r rr F12 = 21 23 dl2 dl1 R12 , c R12 r где R12 - р а ди ус-ве кто р , пр о ве де нны й и з пе р во го эле ме нта то ка ко вто р о му эле ме нту; I1, I2 - ли не йны е то ки . С и ло вы е ли ни и на пр яж е нно сти ма гни тно го по ля за мкнуты , т.е . r divB = 0, И з (4.7) сле дуе т, ч то r r B = rotA , PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- …
- следующая ›
- последняя »