Магнітне поле, так само як і електричне, зображується силовими лініями, тобто лініями, дотична в кожній точці яких збігається з вектором магнітної індукції. Однорідне магнітне поле зображується паралельними лініями, віддаленими на рівній відстані один від одного. Напрямок ліній магнітної індукції поля, створеного струмом, визначається за правилом правого гвинта: якщо напрямок поступального руху гвинта збігається з напрямком струму, то напрямок обертання головки гвинта вкаже напрямок силових ліній магнітного поля цього струму.
Поряд з вектором магнітної індукції вводиться ще одна силова характеристика магнітного поля - напруженість магнітного поля. Вектори і пов'язані співвідношенням
. (17.2)
Напруженість магнітного поля вимірюється в амперах на метр (), - магнітна постійна, рівна, - відносна магнітна проникність середовища, що показує, у скільки разів індукція магнітного поля в даному середовищі більше або менше, ніж у вакуумі. Напруженість магнітного поля визначається тільки конфігурацією провідників, що створюють поле, і струмами, поточними по цих провідникам, тобто макроісточнікамі поля, і не залежить від магнітних властивостей середовища, в якій поле створюється.
Магнітне поле струмів різної конфігурації
Індукція магнітного поля, створюваного провідниками з струмом різної конфігурації, визначається за законом Біо - Савара - Лапласа. Подальші формули наводимо без виводу.
1) Індукція магнітного поля, створюваного нескінченно прямим провідником зі струмом, дорівнює:
. (17.3)
Конфігурація силових ліній представлена ??на рис. 17.2.
2) Індукція магнітного поля в центрі кругового витка із струмом (рис. 17.3) дорівнює
, (17.4)
3) Індукція магнітного поля в центрі соленоїда (далеко від країв соленоїда, де поле істотно неоднорідне) дорівнює (рис. 17.4):
, (17.5)
де - чи?? Ло витків, що припадає на одиницю довжини соленоїда.
Якщо поле створюється декількома джерелами, то вектор магнітної індукції в даній точці визначається, як векторна сума векторів магнітної індукції полів, створюваний кожним джерелом окремо (принцип суперпозиції):
. (17.6) (3.6)
Зауважимо, що силові лінії магнітного поля замкнуті, так як в природі не існує позитивних і негативних магнітних зарядів.
Закон Ампера
Помістимо в магнітне поле провідник довжиною, по якому тече струм (рис. 17.5). На провідник діє сила, прямо пропорційна силі струму, поточного по провіднику, індукції магнітного поля, довжині провідника, і залежний від орієнтації провідника в магнітному полі.
Закон Ампера:
, (17.7)
де - кут між напрямком струму в провіднику і напрямом вектора магнітної індукції.
Напрям сили Ампера визначається за правилом лівої руки: якщо ліву руку розташувати так, що магнітні силові лінії входять в долоню, чотири витягнутих пальці направити по струму, то відігнутий великий палець вкаже напрям сили. Очевидно, що сила Ампера дорівнює нулю, якщо провідник розташований уздовж силових ліній поля і максимальна, якщо провідник перпендикулярний силовим лініям.
Взаємодія двох прямолінійних провідників зі струмом
Нехай по двох паралельних ...
