Магнитное поле

1.

Магнетизм

2.

Магнитное поле может быть
создано:
- магнитами;
- проводниками с током;
- движущимися
зарядами.
электрическими

3.

1. Магнитное поле
Опыт Эрстеда
(1820 г.)
Провод с током
действует на
магнитную
стрелку.
Около провода с током нах-ся силовое
поле, которое назвали магнитным.
Зонд магн. поля

4.

Величину и направл. магн. поля опред.
вектор B – магнитная индукция
Магн. индукция – силовая хар-ка
поля
нм
н
[ B]
[Тл]
2
Ам
Ам
магн.
(Тесла)
Силовые линии магн. поля

5.

2. Cиловые линии магн. поля
Магн. поле представляют силовыми
линиями.
Касательная к сил. линии в данной точке
дает направление вектора В.
а
В
Густота сил. линий опред.
величину вектора В.
b
В
Силовые линии магн. поля от пр-ка с током

6.

Опыт: силовые линии поля В от прямого
провода с током – окружности.
В
I
В
1. Силовые линии поля В
замкнуты. Их направл-е по
отношению к току опред-ся
правилом правого винта.
Вид сбоку
I
Вид сверху
Правило правого винта

7.

Сил. линии поля В от пров-ка с током
Силовые линии поля В от витка с током
+
Силовые линии от катушки с током

8.

Силовые линии поля В
постоянного
магнита
катушки с
током
Напряженность магн. поля

9.

3. Напряженность магн. поля
Источн. магн. поля явл-ся не только провод с
током (макроток), но и постоян. магниты.
В атомах е двиг-ся по орбитам, т.е. текут
микроскопические токи, создавая
элементар. магн. моменты pma.
Провод с током (макроток) нах-ся в среде.
Попадая в магн. поле макротоков, pma среды
ориентир-ся в нём, создавая дополнит-ое
магн. поле.
Магн. индукция В есть результирующее
поле макро- и микротоков среды.

10.

Магн. поле макротоков определяет
напряженность магн. поля Н.
Н – вектор, [А/м].
где
B 0 H
0 4 10 Гн / м - магн. постоянная,
7
- магн. проницаемость среды.
показ-т, во сколько раз магн. поле микро-
токов среды больше поля макротоков.
2
5
1
Для воздуха
, для железа 10 10 .
Пример.В
катушку с током вставлен железный сердечник с =100. Магн. поле В в
катушке с сердечн. в 100 раз больше,
чем в катушке без сердечника.
Закон Б-С-Л

11.

4. Закон Био-Савара-Лапласа
Опред-ет индукцию магн. поля от
элемента пр-ка с током.
А
В векторном виде:
0 I [d l r ]
dB
3
4 r
В скалярном виде:
0 I d l sin
dB
2
4 r
Перенос

12.

А
r – расстояние от dℓ до т. А.
В векторном виде:
0 I [d l r ]
dB
3
4 r
В скалярном виде:
0 I d l sin
dB
2
4 r
Для магн. поля справедлив принцип
суперпозиции:
B B B B ... или B dB
1
2
3
Поле от провода с током

13.

5. Магн. поле прямого пр-ка с током
Поле dB в т. А от эл. участка dℓ:
0 I d l
dB
2 sin .
4 r
rdα
dℓ α
r
α
I
a
dB
Закон БиоСав.-Лапласа
Поле В на расст. а от пр-ка:
0 I d l
B dB
sin .
А
2
4 r
Перенос рис.

14.

Для ∞ длинного прямого пр-ка:
1 0 ;
α1
2 180 .
0 I Индукция магн. поля В
B
2 a на расст. а от ∞ длинa
I
ного пр-ка с током.
А
В H
I
2 a
Напряженность
магн. поля Н.
α2
Правило пр. винта

15.

6. Магн. поле в центре кругового тока
Силовые линии поля Н витка с током.
dℓ
I d
Закон
dH
sin
.
Б-С-Л:
4 r 2
I
r = R, α = 90о
R
Н
dН
I d
dH
.
2
4 R
I
Сечение
витка с током H I
2R
I
H
2
4 R
2 R
0
Поле Н в центре
витка с током
Магн. поле на оси кр. тока
I 2 R
d
.
2
2 4 R
B
0 I
2R