Основні характеристики магнітного поля

Електромагнетизм.

Якщо по провіднику пропустити електричний струм, то навколо цього провідника виникне магнітне поле. Дане поле можна виявити за допомогою магнітної стрілки (металевих ошурків). Графічно магнітне поле можна зобразити за допомогою силових ліній магнітної індукції, напрям яких визначають з допомогою правила свердлика. Правило свердлика: якщо свердлик направити в напрямку протікання струму, то напрям обертання ручок свердлика вкаже на напрям силових ліній магнітної індукції. Конфігурацію магнітних полів показано на мал. 1.

І мал.1

І І І І

а) б) в)

З малюнків видно, що лінії магнітної індукції завжди замкнені або ж йдуть із нескінченності у нескінченність, тому поле названо вихровим.

Основні характеристики магнітного поля.

Силовою характеристикою магнітного поля є магнітна індукція. Магнітна індукція ( ) – векторна величина, яка визначає силу, що діє в даній точці поля на рухомий електричний заряд та дію поля на тіла, що мають магнітні властивості. Напрям вектора магнітної індукції співпадає із напрямом силових магнітних ліній, які названо лініями магнітної індукції (мал.2). Одиницею вимірювання магнітної індукції є тесла (Тл). При розрахунках багатьох електротехнічних пристроях використовують поняття

мал.2 магнітного потоку Ф або потік вектора магнітної індукції. Для роз-

рахунку даної величини використовують формулу: ,

де Ф – магнітний потік (Вб), В – індукція магнітного поля (Тл), S -

площа рамки, через яку протікає магнітний потік ( ).

Напруженість (Н) магнітного поля є його кількісною характе

ристикою. Вона не залежить від магнітних властивостей середови-

ща і кількісно визначає той вклад в магнітну індукцію, який вносять зовнішні пристрої, що збуджують магнітне поле, тому: , де - відносна магнітна проникність середовища, - абсолютна проникність вакууму та = , Н – напруженість магнітного поля ( ).

Намагнічуючою силою котушки зі струмом названо добуток числа витків котушки на струм, який по ній протікає. Вимірюється вона в амперах (А). Напрям намагнічуючих сил котушки із струмом показано на мал.3.

Для визначення напряму намагнічуючої сили (н.с.) користуються правилом правої руки. Якщо праву руку розмістити так, щоб пальці обхоплювали провідник в напрямку намотаних витків, то відігнутий на 90° товстий палець покаже напрям н.с..

І І І І Для розрахунку магнітних

полів використовують різницю

F F F F магнітних потенціалів або маг-

нітною напругою . Магніт-

І І І І ною напругою названо добу-

а) б) мал.3 в) г) ток напруженості поля Н на відстань l між точками з різними потенціалами: .

Закон повного струму. Намагнічуюча сила, яка діє вздовж контура, розміщеного на поверхні, що пронизана струмами, рівна повному струму, охопленого цим контуром.

На провідник довжиною l, по якому протікає струм І, що знаходиться в магнітному полі з індукцією , діє сила Ампера (закон Ампера). Дану силу розраховують за формулою: , де кут між напрямом вектора магнітної індукції та

напрямом струму в провіднику. . Напрям електромагнітної сили (сили Ампера)визначають за правилом лівої руки: якщо ліву руку розмістити так, щоб в долоню входили лінії магнітної індукції, чотири витягнутих пальці вказували напрям струму, то відігнутий на 90° товстий палець покаже напрям дії сили Ампера.

За допомогою закону Ампера можна визначити силу, яка діє на заряджену частинку, що знаходиться в магнітному полі. Тому: , де , тому

, де , звідси . Даний вираз названо законом Лоренца. Сила ( – сила Лоренца), яка діє з боку магнітного поля на внесену в нього заряджену частинку, рівна добутку індукції магнітного поля , величині зарядженої частинки та її швидкості руху ; кут між напрямом вектора сили Лоренца та напрямом вектора швидкості руху частинки.

Поиск по сайту: