Магнитное поле, его свойства

Магнитное поле, его свойства

Исследования Ампера… принадлежат к числу самых блестящих работ, которые проведены когда-либо в науке

Джеймс Клерк Максвелл

Магнесия

Магнетит

III век до н. э.

Начало XII века

Первый китайский компас

Плавающая игла европейцев

S

N

Притяжение

Отталкивание

Взаимодействие

проводников с током

1820 год

Притягиваются

Отталкиваются

Андре-Мари Ампер

Опыт Х. К. Эрстеда

Взаимодействия между проводниками с током, называют магнитными.

Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

Ханс Кристиан Эрстед

4

Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

Магнитные поля

компенсируются.

Ориентация контура с током

характеризуется направлением нормали к контуру.

Правило правого винта (буравчика):

если головку винта поворачивать по направлению тока в контуре, то поступательное движение острия винта указывает направление положительной нормали.

Магнитное поле оказывает на контур с током ориентирующее действие .

Электрическое поле

Необходимо было бы ввести величину, которая будет также количественно характеризовать магнитное поле.

— напряженность электрического поля.

Магнитный момент — физическая величина, равная произведению силы тока I на площадь S , ограниченную контуром.

Рамка с током

Направление совпадает с направлением положительной нормали к контуру.

Вращающий момент зависит от расположения контура в магнитном поле.

Максимальный вращающий момент

M = 0

Отношение максимального вращающего момента к магнитному моменту для всех контуров одно и то же:

M = M max

Магнитная индукция — это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, численно равная максимальному вращающему моменту, действующему на контур с единичным магнитным моментом, и направленная вдоль положительной нормали к контуру.

полностью характеризует МП.

Никола Тесла

Направление вектора магнитной индукции

За направление вектора магнитной индукции принимается направление, которое показывает северный полюс магнитной стрелки , свободно устанавливаю-щейся в магнитном поле.

S

N

I

I

Графическое изображение магнитных полей

Линии магнитной индукции — линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

1

8

2

Через каждую точку поля можно провести линию магнитной индукции и причем только одну .

3

7

4

6

Линии магнитной индукции не пересекаются .

5

Линии магнитной индукции замкнуты .

Магнитное поле — это вихревое поле.

Фундаментальное свойство магнитного поля:

Магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет.

Источником магнитного поля являются движущиеся заряды и переменные электрические поля .

Магнитное поле прямолинейного проводника с током

I

Линии магнитной индукции магнитного поля прямолинейного тока представляют собой концентрические окружности , расположенные в плоскости, перпендикулярной проводнику, с центром на оси проводника.

Правило буравчика (правило правого винта):

если поворачивать головку винта так, чтобы поступательное движение острия винта происходило вдоль тока в проводнике, то направление вращения головки указывает направление линий магнитной индукции поля прямого проводника с током.

I

I

Изображение магнитного поля

От нас за чертеж

Из-за чертежа к нам

Магнитное поле прямолинейного проводника с током

I

µ — магнитная проницаемость среды;

µ 0 — магнитная постоянная;

I — сила тока в проводнике;

r — расстояние от проводника до точки, в которой вычисляется магнитная индукция.

Магнитное поле кругового тока

Линии магнитной индукции не являются правильными окружностями , но они замыкаются .

Правило правого винта:

если головку винта вращать в направлении тока в проводнике, то поступательное движение острия винта покажет направление магнитной индукции в центре кругового тока.

I

Магнитное поле соленоида

Соленоид — это катушка цилиндрической формы из проволоки, витки которой намотаны вплотную друг к другу в одном направлении, а длина катушки значительно больше радиуса витка.

если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

Правило правой руки:

N — число витков в соленоиде;

l — длина соленоида.

13

Северный географи-ческий полюс

Южный магнитный полюс

Периодически магнитные полюсы меняют свою полярность.

Главные выводы

Магнитная индукция — это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, численно равная максимальному вращающему моменту, действующему на контур с единичным магнитным моментом, и направленная вдоль положительной нормали к контуру.

Магнитное поле — это вихревое поле .

Магнитных зарядов в природе не существует.

I

В каждой точке поля вектор магнитной индукции имеет определенное направление, которое можно определить по правилу буравчика.