Магнитное поле

Магнитное поле (как одна из сторон электромагнитного поля) является одним из видов материи, обладает энергией, которая распределена во всем пространстве, занимаемом магнитным полем. Магнитное поле характеризуется свойством непрерывности, свойством передавать взаимодействие с очень большой, но конечной скоростью. Характерным признаком магнитного поля является то, что оно действует с определенной механической силой на электрические заряды, движущиеся в этом магнитном поле. Эта сила F называется электромагнитной.

Магнитное поле в каждой точке характеризуется магнитной ин­дукцией. Магнитная индукция В — это силовая характеристика данной точ­ки магнитного поля (характеристика интенсивности магнитного поля). Магнитная индукция — векторная величина, которая определяет силу, действующую на проводник с током (движущуюся заряженную частицу) со стороны магнит­ного поля. Величина этой силы определяется по формуле:

F=BIl,

где: В — величина магнитной индукции в данной точке поля;

l — длина прямого проводника, находящегося в магнитном поле;

I — величина тока в проводнике.

Таким образом, величина магнитной индукции:

Размерность магнитной индукции: тесла (Тл)

За направление вектора магнитной индукции принимают направление, в котором устанавливается северный конец магнитной стрел­ки.

Г

Рис.1

рафически магнитное поле изображают с помощью магнитных линий. Магнит­ные линии надо проводить так, чтобы касательная к каждой точке магнитной линии совпадала с вектором магнитной индукции (рис.1).

Магнитное поле называется однородным, когда векторы магнитной индукции имеют одинаковую величину и параллельны друг другу. Магнитные линии такого поля имеют одинаковую густоту и параллельны друг другу.

Рис.2

Для изображения однородного поля принято через единицу площади проводить такое количество магнитных линий, которое численно равно значению магнитной индукции в центре единичной площадки. При таком условии через площадь S будет проходить ВS магнитных линий (рис.2).

Магнитное поле, пронизывающее определенную площадь, характеризуется магнитным потоком Ф:

Ф = В·S.

Т. е. магнитный поток — это совокупность (число) магнитных линий, пронизывающих рас­сматриваемую площадь. Таким образом, магнитный поток является количественной характеристикой магнитного поля. Магнитный поток измеряется в веберах (Вб = Тл·м²).

Формула Ф = В·S справедлива для однородного магнитного поля и если плоскость S расположена перпендикулярна линиям магнитной индукции. Магнитную индукцию тогда можно под­считать по формуле , что позволяет под магнитной индукцией понимать плотность магнитных линий.

Рис.3

Магнитная ин­дукция в точке, находящейся от центра проводника на рас­стоянии а (рис.3): т.е. магнитная индукция в любой точке прямо пропорциональна току I, обратно пропорциональна длине магнит­ной линии, проходящей через рассматриваемую точку (2πа), и за­висит от среды, окружающей проводник (μа - абсолютная магнитная проницаемость среды).