Магнитное поле в вакууме

1.

Раздел 8
8.1. Индукция магнитного поля
8.2. Силовые линии магнитного поля
8.3. Сила Лоренца
8.4. Теорема Гаусса для магнитного
поля

2. Раздел 8

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
В ВАКУУМЕ

3. 8.1. Индукция магнитного поля

Магнитным полем называют вид материи, посредством
которой осуществляется силовое воздействие на движущиеся электрические заряды, помещенные в поле, и другие тела,
обладающие магнитным моментом. Магнитное поле является одной из форм проявления электромагнитного поля.
Пробная рамка - это замкнутый плоский контур с маленьким
током, размеры которого малы по сравнению с расстоянием
до источников магнитного поля.
В
- силовая характеристика магнитного поля (вектор
магнитной индукции).

4.

Вектор магнитной индукции определим как
вектор, численно равный:
B М max / IS ,
Мmax – максимальное значение вращающего момента, действующего
на рамку со стороны магнитного поля; I – сила тока, протекающего
по рамке; S – площадь рамки.
За направление B
поля принимается направление нормали рамки,
когда она находится в положении устойчивого равновесия или
направление северного полюса магнитной стрелки.
n - единичный вектор, перпендикулярный к
плоскости рамки и связанный с направлением
тока I в рамке правилом буравчика.
Рис. 3.2.
Единица измерения в СИ: Тесла (Тл).

5. 8.2. Силовые линии магнитного поля

Силовые линии проводят так, чтобы касательная к ним
в
каждой точке совпадала с направлением вектора B, а
густота линий, была бы пропорциональна модулю
вектора B.
Магнитные силовые
линии:
а) постоянного магнита;
б) прямого провода;
в)
проволочного витка;
г) катушки с током.

6.

7.

Принцип суперпозиции
Магнитное поле, создаваемое несколькими движущимися
зарядами (или токами), равно векторной сумме
магнитных полей, создаваемых каждым зарядом (или
током) в отдельности:
В Вi .
Бесконечно малый отрезок проводника, по которому
проходит ток, принято называть элементом тока.
B dB ,
В – магнитная индукция проводника,
dВ – магнитная индукция отдельного элемента тока.

8.

Магнитное поле прямого тока:
0 2I
B
,
4 b
0 - магнитная постоянная, b – расстояние от провода с током
до точки наблюдения,
B1
B1
B2
B2

9.

В
В
.
В
В
В
I
В.
В
В
I

10.

Тестовое задание №1
Магнитное
поле
создано
параллельным
длинным
проводником с током I1, расположенным перпендикулярно
плоскости чертежа. Укажите направление вектора магнитной
индукции поля в точке А.
Варианты ответов: влево, вверх, вниз, вправо.
A
I1
В1

11.

Тестовое задание №2
Магнитное поле создано двумя параллельными длинными
проводниками с токами I1 и I2, расположенными
перпендикулярно плоскости чертежа. Если I1 = 2I2, то вектор
магнитной индукции В результирующего поля в точке А
направлен …
Варианты ответов: влево, вверх, вниз, вправо.

12.

В1 Врез
В2
В2
В1
I1
В1
0 I
B
,
2 b
В точке А:
В2
I2
I
B~
b
I1 2 I 2
I2
В1 ~
, В2 ~ ,
х
х
2х
В1>B2

13. 8.3. Сила Лоренца

F = qvBsin ,
- угол между векторами
скорости и индукции.
F q v,B .
!
F - сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле.
F - всегда направлена v и B , и образует с ними
правую тройку векторов (при q>0).

14. 8.4. Теорема Гаусса для магнитного поля

B
n
dS
Поток dФ вектора В сквозь элементарную
площадку dS равен числу силовых линий, пронизывающих площадку, нормаль n которой
составляет угол с вектором В :
dФ BdS cos BdS ,
Поток магнитной индукции через некоторую поверхность S :
Фм ВdS .
S
Единица измерения в СИ: Вебер (Вб). 1 Вб = 1 Тл . м2 .

15.

Два важнейших свойства магнитного поля:
Поток вектора магнитной индукции через любую
замкнутую поверхность равен нулю (теорема Гаусса для
магнитного поля).
div В 0
ВdS 0.
S
интегральная форма
дифференцальная форма
Циркуляция вектора B по произвольному контуру Г
равна произведению 0 на алгебраическую сумму токов,
охватываемых контуром Г (теорема о циркуляции
вектора B ).
Bdl
0 I .

16.

Свойства электрического и магнитного
магнитного полей в вакууме

17.

Магнитное поле Земли