Действие магнитного поля на электрические заряды

См.ниже «Индукция магнитного поля. Поток магнитной индукции»

Индукция магнитного поля. Поток магнитной индукции

Вокруг проводника с током существует магнитное поле, обнаруживаемое по его действию на железные опилки или на маленькие магнитные стрелки.

Н аблюдаемые при этом концентрические окружности вокруг проводника можно назвать линиями магнитного поля.

Магнитное поле – это особый вид материи, существующий вокруг движущихся заряженных тел или вокруг проводников с током и являющийся посредником в их взаимодействии.

Силовое действие магнитного поля в любой его точке на пролетающую через нее заряженную частицу характеризуют магнитной индукцией В (или индукцией магнитного поля).

Силовое действие магнитного поля в любой его точке на пролетающую через него заряженную частицу характеризуют магнитной индукцией В (или индукцией магнитного поля).

Магнитная индукция – способность магнитного поля оказывать силовое действие на проводник с током (векторная величина).

Индукцией магнитного поля в данной точке пространства называется. физическая величина, численно равная максимальному. вращающему моменту, действующему. в данной точке на рамку с током, имеющую единичный магнитны. момент.

В =

Единица измерения – Тл (Тесла) (В честь югославского ученого Николы Тесла)

1 Тл = 1

Модуль вектора магнитной индукции можно определить и через воздействие магнитного поле на проводник с током.

Модулем вектора магнитной индукции называется отношение максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого участка:

B =

Магнитное поле полностью характеризуется вектором магнитной индукции . В каждой точке магнитного поля могут быть определены направление вектора магнитной индукции и его модуль с помощью измерения силы, действующей на проводник с током.

За единицу магнитной индукции можно принять магнитную индукцию однородного поля, в котором на участок проводника длиной в 1 м при силе тока в нем 1А действует со стороны поля максимальная сила 1Н.

За направление вектора магнит­ной индукции принимается направ­ление от южного полюса S к север­ному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле.

Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током.

Индукцию можно изобразить силовыми линиями (аналог напряжённости электростатического. поля).

При рассмотрении индукции как вектора линии магнитного поля можно более строго назвать линиями вектора магнитной индукции. В тех участках поля, для которых эти линии – прямые (например, вблизи полюсов постоянного магнита), вектор В направлен вдоль них, а там, где они кривые, вектор В направлен вдоль касательных к ним.

Если во всех точках некоторого пространства вектор индукции имеет одинаковое значение по модулю и одинаковое направление, то поле в этой части называется однородным.

Направление вектора магнитной индукции В определяют правилом буравчика:

если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке.

Использовать вектор магнитной индукции B не всегда удобно, поскольку он зависит от свойств среды (и соответственно терпит разрыв на границе двух сред с различной магнитной проницаемостью)

Вводится характеристика магнитного поля, не зависящая от свойств среды – вектор напряжённости магнитного поля (аналог D в электростатике).

 - относительная магнитная проницаемость среды. Для вакуума  = 1

₀ = 4π·10⁷ Гн/м - магнитная постоянная.

Единица измерения напряженности магнитного поля - А/м.

За единицу напряженности магнитного поля принимают напряженность такого поля, у которого индукция B = 4π·10⁷ Тл в вакууме

Для вакуума H = B/₀

Напряженность магнитного поля H определяется только макротоками и не зависит от микротоков. (См.выше «Магнитное поле»)

Поскольку - вектор, для него принято строить линии напряжённости.

Магнитный поток (поток магнитной индукции) через поверхность площадью ∆S – физическая величина, равная скалярному произведению вектора магнитной индукции на вектор площади:

Ф = ( ) = В ∆S cos()

(Скалярное произведение двух векторов равно произведению их модулей на косинус угла между ними)

Потоком магнитной индукции Ф сквозь участок поверхности с малой площадью ∆S называется скалярная величина:

Ф = В ∆S cos() = В_n ∆S

где В_n = B cos() - проекция вектора В магнитной индукции на нормаль к площадке

Единица измерения – Вб(Вебер) = Тл*м² = В*с

1 Вб — это магнитный поток через площадку в 1 м², расположенную перпендикулярно к линиям магнитной индукции в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл.

Положительный (отрицательный) знак магнитного потока соответствует острому (тупому) углу , или условию В_n> 0 (В_n< 0).

Магнитный поток Ф сквозь поверхность с площадью S находится алгебраическим суммированием потоков ∆Ф сквозь участки поверхности.

Однородным магнитным полем называет­ся такое поле, в каждой точке которого индукция магнитного поля одина­кова по модулю и направлению

Если магнитное поле однородно, то магнитный поток через плоскую поверхность площадью S равен:

Φ = BS cos()