Онлайн


Магнитное поле проводников с током

4Модель наглядно демонстрирует магнитные поля, создаваемые прямым проводом и витком провода с током.

 

 

Подробнее

Магнитная индукция B поля бесконечного прямого проводника с током I на расстоянии r от проводника равна 

m41

 

(кратко говорят «магнитная индукция B прямого тока»). Эта формула для магнитной индукции поля годится не только для бесконечных проводников. Практически эта формула (1) применима для вычисления B в точках, расположенных в окрестности середины проводника конечной длины l, для которых расстояние r много меньше длины проводника (r<<l).

4.3

 

 

 


Рис.1. Линии магнитного поля прямолинейного проводника с током изображается окружностями с центрами на оси бесконечного прямого проводника с током I являются окружностями с центрами на оси проводника, лежащими в плоскости, перпендикулярной к его оси. Показан вектор магнитной индукции магнитного поля в точке M, находящейся на расстоянии r от провода.
Вблизи провода линии расположены гуще, т. к. поле с увеличением расстояния r убывает по формуле (1).
Вектор B касателен к окружности, а его направление определяется по правилу буравчика: если ввинчивать буравчик вдоль проводника по направлению тока (синяя стрелка), ось буравчика перемещается по току, то вращение ручки буравчика (красная стрелка) покажет направление магнитного поля.

Разделив соотношение (1) на μ μ0, получим выражение для напряженности H магнитного поля прямого тока. Из этой формулы следует,  что единицей напряженности магнитного поля  является  ампер на метр  (А/м). С формулой (1) связано определение единицы силы тока ампера, являющейся одной из основных в системе СИ. Ампер равен силе не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, создаёт на каждом участке проводника длины 1 м силу взаимодействия m42 Н. Так как проводники бесконечной длины и ничтожно малого сечения практически невыполнимы, то в реальных условиях эталон силы тока воспроизводится по измерению силы взаимодействия катушек с током (на так называемых токовых весах), а затем вводятся поправки, учитывающие размеры и форму проводников. Единицей электрического заряда является кулон (Кл) — производная единица. Кулон — электрический заряд, протекающий через поперечное сечение проводника в течение 1 с при силе постоянного тока 1 А.

4.4

 


Рис2. Поперечное сечение  кругового проводника с током I. Крестик и точка на сечениях проводника обозначают направление тока I:  крестик - это вид "хвостового оперения" стрелки, обозначающей ток Iа точка - носик (остриё) этой стрелки. Линии магнитного поля изображается окружностями с центрами на оси бесконечного прямого проводника с током являются замкнутыми линиями, охватывающими провод, и лежат в плоскости, проходящей через ось витка. Ось витка является линией магнитного поля и принято считать, что она замыкается в "бесконечно удалённой точке". Величина вектора магнитной индукции магнитного поля в точке M пропорциональна "густоте" линий поля, находящейся на расстоянии r от провода. Вблизи провода линии расположены гуще, т. к. поле вблизи провода примерно определяется формулой (1). С увеличением расстояния r от провода индукция магнитного поля убывает. Вектор B касателен к линиям поля, а его направление определяется по правилу буравчика: если ввинчивать буравчик вдоль ближайшего участка проводника, то вращение ручки буравчика покажет примерное направлене магнитного поля (см. рис. 1). Зависимость вектора индукции B от точки очень сложно, но величина индукции в центре витка даётся простой формулой:


m43


где r - радиус витка (отличается от (1) лишь отсутствием Π в знаменателе). Вектор B в центре витка показан красным цветом.