01. Магнитное пол

1
1 урок
§ 1.1. Основные понятия темы «Электромагнетизм»
01.
Магнитное поле ― это форма материи, посредством которой осуществляется
магнитное взаимодействие между движущимися зарядами (токами).
Магнитная индукция (индукция магнитного поля) ― это векторная физическая
величина, равная максимальному вращающему моменту, действующему на рамку с
током, обладающую магнитным моментом, равным единице:
,
где Mmax ― модуль максимального вращающего момента, Pm ― модуль магнитного
момента рамки с током.
, и связаны правилом правого винта.
Направления векторов В Международной системе единиц магнитная индукция измеряется в теслах (1 Тл).
; с
Силовые линии магнитного поля ― это линии вектора магнитной индукции помощью силовых линий производится изображение магнитного поля. Силовые линии
магнитного поля являются замкнутыми.
Поток вектора магнитной индукции через площадку ― это скалярная
физическая величина, численно равная скалярному произведению вектора магнитной
на вектор :
индукции ∙ cos ,
Ф
― вектор индукции магнитного поля, ∙ , S ― площадь, ― единичный
где и .
вектор нормали (перпендикуляра) к площадке, α ― угол между векторами В Международной системе единиц поток измеряется в веберах (1 Вб).
Явление электромагнитной индукции заключается в появлении вихревого
электрического поля и, как следствие, индукционного тока в замкнутом проводящем
контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего площадку, ограниченную
данным контуром.
§ 1.2. Магнитное поле, образованное различными объектами
02.
Магнитное поле создается постоянными магнитами и движущимися зарядами
(токами) и изображается с помощью силовых линий.
Силовые линии магнитного поля ― это линии
; силовые линии проводят
вектора магнитной индукции таким образом, чтобы в каждой точке пространства,
был
занятого полем, вектор магнитной индукции направлен по касательной к силовой линии поля (рис. 9.1).
Рис. 9.1
03.
Силовые линии магнитного поля, образованного постоянными магнитами,
"начинаются" на северном полюсе магнита (N) и "заканчиваются" на южном полюсе (S).
Магнитная стрелка, помещенная в магнитное поле, всегда указывает на север.
2
04.
Прямой проводник с током (бесконечной длины) создает в любой точке
пространства магнитное поле, модуль индукции которого определяется формулой
,
2
где I ― сила тока в проводнике, r ― расстояние от проводника до той точки, в которой
определяется магнитное поле (на рисунке точка M), µ0=4π·10-7 Гн/м – магнитная
постоянная, µ ― магнитная проницаемость среды.
05.
Круговой проводник с током создает в центре витка магнитное поле, модуль
индукции которого определяется формулой
,
2
где I ― сила тока в проводнике, r ― радиус витка, µ0=4π·10-7 Гн/м – магнитная
постоянная, µ ― магнитная проницаемость среды.
06.
Бесконечно длинный соленоид (катушка с током) создает в пространстве,
заключенном внутри катушки, однородное магнитное поле; считается, что в
пространстве, окружающем катушку, магнитное поле отсутствует.
Поле короткой катушки является неоднородным и локализованным не только
во внутреннем пространстве катушки, но и снаружи нее.
§ 1.3. Магнитное поле, образованное несколькими объектами
07.
Индукция магнитного поля, образованного несколькими объектами,
рассчитывается по принципу суперпозиции для магнитного поля как векторная сумма
индукций магнитных полей, образованных каждым из объектов в отдельности:
… ,
где ― индукция магнитного поля, образованного первым объектом, ― индукция
магнитного поля, образованного вторым объектом, ― индукция магнитного поля,
образованного N-м объектом.
08.
Для того чтобы рассчитать индукцию магнитного поля, образованного
несколькими объектами, используют алгоритм.