Magnetic field

1.

Lecture 2
Magnetic field.
• 1. magnetic field and its characteristics.
• 2. Ampere's law.
• 3. Lorentz force.
• 4. magnetic properties of substances.
1

2.

In 1820, Danish physicist
Ersted
discovered
the
magnetic effect of the
current
2

3.

In the same year the French physicist
Ampere discovered a mechanical interaction of currents and established the law
of this interaction.
3

4.

For two parallel infinitely long conductors Amper
set:
I1
r
F
r
F
1
I2
F k
I I
1
2
l
r
2
l
r
where k - coefficient of
7
2
k 2 10 Í / À
proportionality.
4

5.

The magnetic field - a special kind
of matter by which the interaction
between
moving
electrically
charged particles.
5

6.

Every moving electrical charge
creates
a
magnetic
field
surrounding space that can act
on other moving charges.
6

7.

The main properties of the magnetic
field:
• The magnetic field generated by an electric
current (moving charges).
• The magnetic field is detected by the action of
an electric current (moving charges).
• The magnetic field is a force field. Force
characteristics of the magnetic field is called
magnetic induction vector (B).
7

8.

8

9.

Бұрғы ережесі:
I
В

10.

3. Оң қол ережесі:
В
I

11.

The superposition principle
The magnetic induction field of currents
at a point equal to the geometric sum of
the vectors of each of the fields of
induction currents separately:
r
B
n
i 1
r
Bi
11

12.

The lines of magnetic induction are
always closed.
Fields with closed field lines is
called a vortex.
The magnetic field - the vortex
field.
12

13.

Сравнительная характеристика свойств магнитного и
электрического полей
Электрическое поле существует в
пространстве вокруг покоящихся или
движущихся зарядов.
Магнитное поле порождается
только движущимися
зарядами.
Электрическое поле материально,
так как оно действует на тела и,
следовательно, обладает энергией.
Магнитное поле материально,
так как оно действует на тела и,
следовательно, обладает энергией.
Электрическое поле можно
обнаружить с помощью
предварительно не
наэлектризованных тел в
результате их притяжения к
наэлектризованным.
Магнитное поле
обнаруживается по его
действию только на
движущиеся заряды.
Силовые линии начинаются на
положительном заряде и уходят в
бесконечность (или заканчиваются на
отрицательном заряде).
Линии магнитной
индукции замкнуты.
Магнитное поле –
вихревое поле.
Для электрических полей применим
принцип суперпозиции.
Для магнитных полей применим
принцип суперпозиции.
13

14.

Как установил Ампер, на проводник с током,
помещенный в магнитное поле, действует сила.
F = I В Δ l sin α
r
B^
I
α
r
F
r
BII
Δl
r
B
Ampere force is maximum
at sin α = 1,
Fmax = I В Δ l ,
Fmax
B
I Δl
14

15.

F = В I l sin α
- Ampere's law
Module Ampere force is the product unit of
magnetic induction on the strength of the
current, the length of the portion of the
conductor and the sine of the angle between
the direction of the magnetic induction and
current direction on the section of the
conductor.
The direction of the Ampere force is
determined by the left-hand rule.
If the left hand positioned so that the perpendicular component of
the magnetic induction was part of a hand and four fingers
showing elongated direction of the current, then bent by 90 °
thumb shows the direction of the Ampere force.
15

16.

The action of a magnetic field on a
moving charge
The force acting on a charged particle
moving in a magnetic field, called the
Lorentz force:
FË q B sin
16

17.

17

18.

F FË ma
FË qB
a
m
qB
R
2
m
R
qB
T
2 R
2
R
2 m
qB
18

19.

Magnetic properties of matter
Ampere's hypothesis - the magnetic properties of
the body can be attributed to circulating currents
inside it.
Substances (matter)
ferromagnets
1
paramagnetic
1
diamagnetics
1