Магнитное поле в вакууме презентация

Магнитное поле

Магнитное поле

Ориентацию его в пространстве характеризует направление нор-мали к контуру, восстанавли-ваемой по правилу правого винта (буравчика):

Магнитное поле

Будем называть такой контур пробным контуром.

Если вращать рукоятку правого буравчика по направлению тока в контуре, тогда направление его поступательного движения даст направление нормали.

Вращающий момент, действующий на контур, зависит как от свойств магнитного поля в данной точке, так и от свойств контура.

Оказывается, что максимальная величина вращающего момента пропорциональна IS, т.е.:

S – площадь контура с током;
I – сила тока.

Магнитное поле

Магнитный момент контура с током

Магнитная индукция есть вектор, направление которого совпадает с направлением нормали контура с током, свободно установившегося во внешнем магнитном поле.

Вектор магнитной индукции

Величина его

При α = 90° момент М = Мmax максимален.

При α = 0° или α = 180° момент М = 0.

Вращающий момент

Магнитное поле внутри соленоида является однородным.

Силовые линии

Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми.

Магнитное поле – вихревое поле.

Силовые линии

Принцип суперпозиции

90°

•

•

О

I2

•

I1

Принцип суперпозиции

dl

Сила Ампера максимальна при sin α = 1, т.е.

dFmax = I В dl

Закон Ампера

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляю-щая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца показывали направление тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера.

Закон Ампера

I

N

S

N

S

N

S

⊗

× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×

I

N

S

⊗

I

I

F

Решение

N

S

B

F

N

S

⊗

B

F

I

N

S

⊗

B

F

F

B

Появление этой силы связано с действием силы со стороны магнитного поля на носители тока в проводнике. Покажем это.

Пусть заряд носителя тока q, скорость его направленного движения υ, концентрация n, тогда

где dQ = qdN — заряд в объеме проводника dV = Sdl;
ndV=dN — число носителей тока в проводнике длиной dl.

[1]

[2]

Сила Лоренца

Ее модуль равен

α — угол между векторами υ и В.

[3]

Сила Лоренца

Из [3] следует:

Магнитное поле действует только на движущиеся в нем заряженные частицы.