8. Силовое действие магнитного поля – закон Ампера
Как определить силу, действующую со стороны магнитного поля:
Эта сила должна действовать на токи
Сила должна быть пропорциональна индукции магнитного поля
Таким образом, если в пространстве текут токи с плотностью j(r), то по определению элементарной силы dF, действующая в любой точке такого пространства со стороны внешнего магнитного поля с индукцией B(r) равна
.
Здесь обозначено СИ:
.
Соответственно
результатирующая сила, действующая в
пространстве объёмом V
- закон Ампера
9. Закон Ампера: сила Лоренца, сила Ампера
Рассмотрим 2 частных случая закона Ампера:
Сила Лоренца
Б
удем
вычислять силу, действующую на точечный,
движущийся в магнитном поле с постоянной
скоростью.
Для
точечного заряда:
,
где
- радиус-вектор точки в которой находится
заряд. Следовательно,
Т
аким
образом, на заряд, движущийся с постоянной
скоростью в однородном магнитном поле,
действует постоянная сила
- сила Лоренца
Сила Ампера
Теперь будем вычислять силу, действующую на отрезок проводника с постоянной силой тока I, находящийся в магнитном поле.
П
олучаем
Таким образом, на проводник с постоянной силой тока в однородном магнитном поле, действует постоянная сила - сила Ампера
10. Силовое действие магнитного поля – принцип действия электромотора
П
оместим
проводящий прямоугольный контур в
магнитное поле с индукцией B. По закону
Ампера со стороны магнитного поля на
проводник с силой тока I действует сила
Ампера F.
Простейший способ создания тока в контуре – присоединить его к источнику постоянного тока с известной ЭДС. В горизонтальных (по рисунку) проводниках рамки возникнут тока взаимно противоположного направления, соответственно, силы Ампера, действующие на эти стороны тоже будут противоположны – возникнет вращающий момент и рамка начнёт движение.
11. Силовое действие магнитного поля – принцип действия электромотора.
Поместим проводящий прямоугольный контур в магнитное поле с индукцией B. По закону Ампера со стороны магнитного поля на проводник с силой тока I действует сила Ампера F
Простейший способ создания тока в контуре – подсоединить его к источнику постоянного тока с известной ЭДС. В горизонтальных (по рисунку) проводниках рамки возникнут токи взаимно противоположного направления, соответственно, силы Ампера, действующие на эти стороны, тоже будут противоположны – возникнет вращающий момент и рамка начнет движение.
12. Калибровочная инвариантность магнитного поля
Калибровочная
инвариантность магнитного поля означает,
что изменения векторного потенциала
магнитного поля, удовлетворяющие условию
калибровки
,
невозможно обнаружить экспериментально.
Это
свойство магнитного поля называют
калибровочной инвариантностью при этом
называют условием калибровки магнитного
поля.
13. Применение закона бсл для расчета магнитных полей – поле бесконечного, прямого проводника с постоянным током.
Поле бесконечного, прямого проводника с постоянным током
Будем вычислять магнитное поле на расстоянии a(точка A) от бесконечного прямого проводника, по которому течет постоянный ток силой I
По закону Био-Савара-Лапласа
И
после несложных вычислений для величины
индукции магнитного поля в точке А
получаем
Направление вектора B определяем по правилу правого винта
