Напряжённость магнитного поля

α магнитного поля силовые линии

При помещении рамки (контура) с током в однородное магнитное поле, рамка испытывает вращающее действие (ориентирующее).

Опытным путем установлено, что вращающий момент – М, действующий на рамку с током, пропорционален ее площади S, току I и углу между и направлением силовых линий:M~ISsinα.Величина IS = P_m – называется магнитным моментом контура, величина векторная: . Если помещать в данную точку поля разные контуры (с разными ), то ;

Если угол поворота α произвольный, но постоянный для каждой рамки, то имеем:

,где В – характеристика магнитного поля, называемая магнитная индукция.

M = ВISsinαучитывая, чтоIS = pm,а

– вектор, силовая характеристика магнитного поля. Направление совпадает с направлением силовых линий магнитного поля. Введя понятие линий индукции (силовых линий магнитного поля) можно графически изображать поля. Направление силовых линий определяется правилом буравчика. По направлению силовой линии устанавливается северный полюс магнитной стрелки. Линии, по которым располагаются магнитные стрелки, называются магнитными силовыми линиями.

магнитная силовая линия

Вектор индукции направлен по касательной к силовой линии. Метод силовых линий – удобный геометрический метод описания поля.

Вектор магнитной индукции

Вращающий момент сил зависит как от свойств поля в данной точке, так и от свойств рамки с током и определяется векторным произведением:

, где - вектор магнитного момента рамки с током, - вектор магнитной индукции – силовая характеристика магнитного поля. По определению векторного произведения скалярная величина момента:

где - угол между векторами и .Для плоского контура с током I магнитный момент определяется: , где S–площадь поверхности контура (рамки), –единичный вектор нормали к поверхности рамки. В этом случае вращающий момент M = IS[n,B]. Если в данную точку магнитного поля помещать рамки с различными, магнитными моментами, то на них действуют различные вращающие моменты, но отношение для всех контуров одно и то же. Аналогично тому, как силовая векторная характеристика электростатического поля – напряженность – определялась как сила, действующая на пробный заряд, силовая характеристика магнитного поля – магнитная rиндукция –определяется максимальным вращающим моментом, действующим на рамку с магнитным моментом, равным единице, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению поля. Графически магнитное поле, так же как электрическое, изображают с помощью линий магнитной индукции – линий, касательные к которым в r каждой точке совпадают с направлением вектора .Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с током, в то время как линии электростатического поля – разомкнуты (они начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах).