Магнитное поле в вакууме
Формула (3.6.1) записана в системе СИ. Это соотношение было установлено в 1820 г. Андре Ампером и носит название закона Ампера.
Рис. 3.6.1. Пробный контур
Если внести пробный контур в магнитное поле, то обнаружится, что поле оказывает на контур ориентирующее действие, поворачивая его в определенном направлении. Это направление и принимают за направление магнитного поля в данной точке. Если контур повернуть так, чтобы направления нормали и поля не совпадали, возникает вращающий момент, стремящийся вернуть контур в равновесное положение. Величина этого момента зависит от угла a между нормалью и направлением тока, достигая наибольшего значения Ммакс при α=90°, и обращается в нуль при α=0°.
Введем магнитный момент контура:
| (3.6.2) |
Тогда, исходя из опыта, можно записать:
| (3.6.3) |
Соотношение (3.6.3) определяет модуль вектора В. Следовательно, выполняется:
| (3.6.4) |
Направление вектора совпадает с направлением нормали к пробному контуру. Поле этого вектора наглядно представляют с помощью линий магнитной индукции.
Из сказанного следует, что вектор характеризует силовое действие магнитного поля.
3.6.2. Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитные поля прямого и кругового токов
Для расчета магнитной индукции поля в результате обобщения экспериментальных данных Био и Савара Лаплас предложил формулу:
| (3.6.5) |
Рис. 3.6.2. К закону Био-Савара-Лапласа
Модуль вектора можно вычислить с помощью формулы:
| (3.6.6) |
Рассмотрим поле, создаваемое током, текущим по бесконечному прямому проводу (Рис. 3.6.3).
Рис. 3.6.3. К расчету магнитного поля бесконечного прямого проводника
Все векторы в данной точке имеют одинаковое направление (перпендикулярно плоскости чертежа и за него).
Поэтому сложение этих векторов можно заменить сложением их модулей. Пусть точка, для которой вычисляется поле, находится на расстоянии b от проводника. Из Рис. 3.6.3 ясно, что:
| (3.6.7) |
Подставим этот результат в формулу (3.6.6):
| (3.6.8) |
Угол α изменяется от 0 до π. Следовательно, получим:
| (3.6.9) |
Линии магнитной индукции поля прямого проводника представляют собой систему концентрических окружностей (Рис. 3.6.4).
Рис. 3.6.4. Магнитное поле прямого проводника
Рассмотрим поле, создаваемое током, текущим по проводнику в виде окружности радиуса R (Рис. 3.6.5).
Рис. 3.6.5. К расчету поля кругового тока
Найдем магнитную индукцию в центре окружности. Каждый элемент тока создает в центре индукцию, направленную вдоль положительной нормали к контуру. Ее направление определяется по правилу правого винта. Поэтому вычисление магнитной индукции сводится к сложению модулей. Поскольку α = π/2, то из формулы (3.6.6) следует:
| (3.6.10) |
Интегрируя (3.6.10) по всему контуру, получим:
| (3.6.11) |
Найдем магнитную индукцию на оси кругового тока, на расстоянии х от плоскости, в которой лежит контур (Рис. 3.6.6).
Рис. 3.6.6. Магнитное поле на оси кругового тока
При х = 0 эта формула переходит в (3.6.11) для индукции магнитного поля в центре кругового тока.
3.6.3. Магнитное поле в веществе
Если несущие ток проводники находятся в какой-либо среде, магнитное поле заметно изменится. Это объясняется тем, что любое вещество является магнетиком, т.е. способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться). Намагниченное вещество создает магнитное поле ´, которое складывается с полем, обусловленным токами 0. Оба поля в сумме дают результирующее усредненное (макроскопическое) поле в среде:
| (3.6.15) |
Суммирование производится по всем молекулам, заключенным в объеме ΔV.
Найдем поток вектора через произвольную замкнутую поверхность:
| (3.6.17) |
Подставляя (3.6.20) в (3.6.19), получим:
| (3.6.21) |
Из (3.6.21) получается простое соотношение:
| (3.6.22) |
которое называют материальным уравнением магнитостатики.
Для вакуума χ = 0, μ = 1, и уравнение (3.6.22) будет иметь вид:
| (3.6.23) |
Как в уравнении (3.6.22), так и в уравнении (3.6.23) поле имеет смысл внешнего магнитного поля. Перепишем (3.6.19) в виде:
| (3.6.24) |
Сравнивая (3.6.24) с (3.6.15), с учетом (3.6.23) имеем:
| (3.6.25) |
Подставляя (3.6.23) в (3.6.21), имеем:
| (3.6.26) |
Отсюда следует важный вывод: относительная магнитная проницаемость показывает, во сколько раз усиливается магнитное поле в магнетике по сравнению с вакуумом.
© ФГОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет, 2015
Магнитное поле в вакууме
Формула (3.6.1) записана в системе СИ. Это соотношение было установлено в 1820 г. Андре Ампером и носит название закона Ампера.
Рис. 3.6.1. Пробный контур
Если внести пробный контур в магнитное поле, то обнаружится, что поле оказывает на контур ориентирующее действие, поворачивая его в определенном направлении. Это направление и принимают за направление магнитного поля в данной точке. Если контур повернуть так, чтобы направления нормали и поля не совпадали, возникает вращающий момент, стремящийся вернуть контур в равновесное положение. Величина этого момента зависит от угла a между нормалью и направлением тока, достигая наибольшего значения Ммакс при α=90°, и обращается в нуль при α=0°.
Введем магнитный момент контура:
| (3.6.2) |
Тогда, исходя из опыта, можно записать:
| (3.6.3) |
Соотношение (3.6.3) определяет модуль вектора В. Следовательно, выполняется:
| (3.6.4) |
Направление вектора совпадает с направлением нормали к пробному контуру. Поле этого вектора наглядно представляют с помощью линий магнитной индукции.
Из сказанного следует, что вектор характеризует силовое действие магнитного поля.
3.6.2. Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитные поля прямого и кругового токов
Для расчета магнитной индукции поля в результате обобщения экспериментальных данных Био и Савара Лаплас предложил формулу:
| (3.6.5) |
Рис. 3.6.2. К закону Био-Савара-Лапласа
Модуль вектора можно вычислить с помощью формулы:
| (3.6.6) |
Рассмотрим поле, создаваемое током, текущим по бесконечному прямому проводу (Рис. 3.6.3).
Рис. 3.6.3. К расчету магнитного поля бесконечного прямого проводника
Все векторы в данной точке имеют одинаковое направление (перпендикулярно плоскости чертежа и за него).
Поэтому сложение этих векторов можно заменить сложением их модулей. Пусть точка, для которой вычисляется поле, находится на расстоянии b от проводника. Из Рис. 3.6.3 ясно, что:
| (3.6.7) |
Подставим этот результат в формулу (3.6.6):
| (3.6.8) |
Угол α изменяется от 0 до π. Следовательно, получим:
| (3.6.9) |
Линии магнитной индукции поля прямого проводника представляют собой систему концентрических окружностей (Рис. 3.6.4).
Рис. 3.6.4. Магнитное поле прямого проводника
Рассмотрим поле, создаваемое током, текущим по проводнику в виде окружности радиуса R (Рис. 3.6.5).
Рис. 3.6.5. К расчету поля кругового тока
Найдем магнитную индукцию в центре окружности. Каждый элемент тока создает в центре индукцию, направленную вдоль положительной нормали к контуру. Ее направление определяется по правилу правого винта. Поэтому вычисление магнитной индукции сводится к сложению модулей. Поскольку α = π/2, то из формулы (3.6.6) следует:
| (3.6.10) |
Интегрируя (3.6.10) по всему контуру, получим:
| (3.6.11) |
Найдем магнитную индукцию на оси кругового тока, на расстоянии х от плоскости, в которой лежит контур (Рис. 3.6.6).
Рис. 3.6.6. Магнитное поле на оси кругового тока
При х = 0 эта формула переходит в (3.6.11) для индукции магнитного поля в центре кругового тока.
3.6.3. Магнитное поле в веществе
Если несущие ток проводники находятся в какой-либо среде, магнитное поле заметно изменится. Это объясняется тем, что любое вещество является магнетиком, т.е. способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться). Намагниченное вещество создает магнитное поле ´, которое складывается с полем, обусловленным токами 0. Оба поля в сумме дают результирующее усредненное (макроскопическое) поле в среде:
| (3.6.15) |
Суммирование производится по всем молекулам, заключенным в объеме ΔV.
Найдем поток вектора через произвольную замкнутую поверхность:
| (3.6.17) |
Подставляя (3.6.20) в (3.6.19), получим:
| (3.6.21) |
Из (3.6.21) получается простое соотношение:
| (3.6.22) |
которое называют материальным уравнением магнитостатики.
Для вакуума χ = 0, μ = 1, и уравнение (3.6.22) будет иметь вид:
| (3.6.23) |
Как в уравнении (3.6.22), так и в уравнении (3.6.23) поле имеет смысл внешнего магнитного поля. Перепишем (3.6.19) в виде:
| (3.6.24) |
Сравнивая (3.6.24) с (3.6.15), с учетом (3.6.23) имеем:
| (3.6.25) |
Подставляя (3.6.23) в (3.6.21), имеем:
| (3.6.26) |
Отсюда следует важный вывод: относительная магнитная проницаемость показывает, во сколько раз усиливается магнитное поле в магнетике по сравнению с вакуумом.
© ФГОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет, 2015
Магнитное поле в вакууме
Вы будете перенаправлены на Автор24
Магнитное поле – это одна из форм проявления электромагнитного поля. Это поле действует исключительно на заряженные частицы, находящиеся в движении, и на намагниченные тела (в любом состоянии).
Магнитные поля создают:
Магнитное взаимодействие токов
Электрические токи взаимодействуют с магнитами, магниты действуют на электрические токи. Посредством магнитного поля взаимодействуют электрические токи.
Взаимное действие электрических токов было открыто почти одновременно с воздействием тока на магнитные стрелки. Это явление подробно исследовал Ампер, рассматривающий движение контуров из проволоки разной формы.
Допустим, что к подвижной рамке мы приблизили другую неподвижную рамку с током. При малом расстоянии между двумя ребрами разных рамок, можно считать, что взаимодействуют только эти близлежащие ребра.
Легко увидеть, что если токи в сторонах рамок направлены в одну сторону, то они (стороны с токами) притягиваются. Антипараллельные токи отталкиваются.
Если поднести к одной из вертикальных сторон подвижной рамки с током магнит, то рамка повернется. Если заменить полюса магнита, то рамка будет разворачиваться в противоположную сторону.
Причиной появления сил магнитного взаимодействия является порождение током магнитного поля. Ток всегда порождает магнитное поле.
Ампером было определено, что:
Поэтому дать общий закон взаимодействия контуров нельзя, но можно сформулировать закон магнитного взаимодействия элементов тока.
Произведение силы тока ($I$) на вектор, обладающий длиной малого отрезка в котором течет этот ток ($d\vec l$):
называют элементом тока.
Готовые работы на аналогичную тему
Понятие элемента тока (элементарного тока) в законах, описывающих магнитные поля, играет такую же роль как точечный заряд в электростатике.
Возможность магнитного поля порождать механическую силу, которая действует на каждый элемент проводника с током, можно математически описать:
$d\vec
Силу, которая действует на проводник конечных размеров с током, находят как сумму, действующих на каждый элементарный ток.
Для прямого тока, расположенного в магнитном поле с постоянной индукцией во всех точках поля, силу Ампера можно определить как:
Модуль силы Ампера из (2) равен:
Магнитная индукция поля
Эмпирически показано, что для магнитного поля выполняется принцип суперпозиции:
Выражения (2) и (5) в совокупности описывают взаимодействие пары элементарных токов.
Рисунок 1. Пара параллельных элементарных токов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Напряженность магнитного поля в вакууме
Напряженность магнитного поля – еще одна векторная физическая величина при помощи которой, описывают эти поля. В вакууме она равна:
В вакууме направления векторов индукции и напряженности магнитного поля совпадают.
Напряженность магнитного поля, которое создает элементарный проводник с током в вакууме, может быть найдено как:
Вихревой характер магнитного поля
Для того чтобы обеспечивать наглядность изменения магнитного поля его изображают при помощи силовых линий (линий магнитной индукции).
Линиями магнитной индукции называют такие кривые, касательные к которым имеют направление такое же, как у вектора индукции в исследуемой точке поля.
Через любую точку магнитного поля можно провести линию индукции. Направление силовой линии поля в каждой его точке единственно, следовательно, линии магнитной индукции поля нигде не пересекаются.
Силовые линии поля изображают так, чтобы их количество на единицу поверхности, нормальной к ним было равно (или пропорционально) модулю вектора индукции магнитного поля в данной точке.
Представление о том, как выглядят линии магнитной индукции можно получить из эксперимента. Для этого используют, например, подвижную магнитную стрелку, которая всегда своей осью устанавливается вдоль силовой линии. Для визуализации линий магнитного поля, так же можно использовать железные опилки. Частички этого вещества в магнитном поле намагничиваются и становятся подобными магнитным стрелкам. Железные крупинки выстраиваются в цепочки, вдоль линий магнитной индукции рассматриваемого поля.
Московский государственный университет печати
ФИЗИКА. Часть 2. Электромагнетизм
Курс лекций
Опыты показали, что вокруг проводников с током и постоянных магнитов существует магнитное поле, которое можно обнаружить по силовому действию, оказываемому им на другие проводники с током или постоянные магниты. Действие движущихся зарядов на магнитную стрелку впервые обнаружил датский физик Х.К. Эрстед в 1820 г.
Магнитное поле создается в пространстве вокруг движущихся электрических зарядов или постоянных токов.
Магнитное поле отклоняет магнитную стрелку, т.е. оказывает ориентирующее действие на магнитную стрелку ( рис. 37 
).
Условились считать, что вектор магнитной индукции В в произвольной точке поля совпадает по направлению с силой, действующей на северный полюс бесконечно малой магнитной стрелки, помещенной в эту точку поля.
Установившееся в магнитном поле направление стрелки принято за направление линии индукции В поля в данном месте пространства. Силовые линии магнитного поля обладают следующими свойствами:
Направление линий индукции магнитного поля тока определяется по правилу правого винта (или буравчика): если ввинчивать буравчик по направлению движения тока в проводнике, то направление движения его рукоятки укажет направление линий магнитной индукции.
Опыты показали, что, разрезая постоянный магнит на части, нельзя разделить его полюсы. Каждая сколь угодно малая часть магнита всегда имеет оба полюса. Для объяснения этого французский физик А.Ампер в 19 в. высказал гипотезу, что свойства магнитов объясняются замкнутыми внутриатомными и внутримолекулярными токами. Природу и характер этих микротоков А.Ампер не мог знать, т.к. строение атома было открыто много позже его гипотезы. Сегодня гипотеза Ампера лежит в основе современных представлений о магнитных свойствах вещества.
Как показывают многочисленные опыты, величина индукции магнитного поля В в какой-либо точке пространства зависит от :
Закон Био-Савара-Лапласа связывает элементарный (малый) участок тока Idl с индукцией магнитного поля B, которую этот участок создает.
На опыте мы не можем осуществить отдельного участка тока, так что нельзя непосредственно измерить поле, создаваемое элементом тока. Можно измерить только суммарную индукцию магнитного поля, создаваемую всеми элементами тока в данной точке пространства.
В векторном виде закон Био-Савара-Лапласа:
»/>
Вектор dB перпендикулярен плоскости, содержащей элемент тока dl и радиус-вектор r, направление dB определяется правилом буравчика: направление вращения головки буравчика даст направление dB, если поступательное движение острия буравчика соответствует направлению тока в элементе dl.
»/>
В соответствии с принципом суперпозиции магнитная индукция В в любой точке магнитного поля проводника с током равна векторной сумме индукций элементарных магнитных полей, создаваемых всеми отдельными элементами этого проводника
»/>
или при неограниченном числе элементов тока сумму можно заменить интегралом
где интегрирование ведется по всей длине проводника.
Опыт показывает, что при пропускании по проводникам электрического тока между ними возникают силы взаимодействия. Если токи 
»/> и 
»/> в обоих проводниках направлены в одну сторону, то проводники притягиваются друг к другу, а если направления токов противоположны, то проводники отталкиваются.
Это явление впервые обнаружено и исследовано А.Ампером. Взаимодействие параллельных токов легко объяснить, если предположить, что каждый из проводников создает магнитное поле, которое действует по закону Ампера на другой проводник с током.
Закон Ампера устанавливает, что сила F, которая действует на прямолинейный проводник с током, находящийся в однородном магнитном поле В, прямо пропорциональна силе тока I в проводнике, его длине l, магнитной индукции В и синусу угла 
»/> между направлением тока в проводнике и вектором В:
»/>
В случае неоднородного магнитного поля и проводника произвольной формы закон Ампера легко обобщить для бесконечно малого элемента проводника dl:
В векторной форме закон Ампера
»/>
Взаимное расположение векторов dF, dl, В представлено на рис. 41 с помощью правила буравчика и правила левой руки (это правило удачно, если элемент dl перпендикулярен к направлению магнитного поля В ).
Силы электромагнитного взаимодействия, как видно из закона Ампера, не являются центральными в отличие от кулоновских сил. Они всегда направлены перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля.
В качестве примера, вычислим силу Ампера, которая действует на бесконечный проводник 2 (рис. 40) со стороны магнитного поля, созданного другим бесконечно длинным проводником с током »/>.
Индукция магнитного поля, созданного проводником с током »/> на расстоянии d, равна
По закону Ампера на проводник 2 действует сила:
»/>
»/>
На такой же элемент длины проводника 1 действует сила 
»/>, равная по величине и противоположная по направлению.
1. Применим закон Био-Савара-Лапласа к расчету индукции магнитного поля В, созданного бесконечным прямолинейным проводником с током.
Следовательно, модуль результирующего вектора В равен алгебраической сумме модулей dB. Согласно закону Био-Савара-Лапласа величина магнитной индукции dB
»/>
Поскольку угол »/> изменяется в пределах от 0 до 
»/>, то результирующая индукция в точке:
Линии индукции имеют вид концентрических окружностей, охватывающих проводник с током.
Т.к. 
»/> то из закона Био-Савара-Лапласа величина dB магнитного поля, создаваемого элементом dl кругового контура с током I, имеет вид
»/>.
Используя принцип суперпозиции 
»/> получим
»/>
Направлен вектор В в центре витка перпендикулярно плоскости витка в соответствии с правилом правого винта ( рис. 42 ).
В науке и технике магнитные поля часто создаются сложными системами проводников с током. В таких случаях расчет магнитного поля на основе принципа суперпозиции с использованием формулы 
»/> весьма не прост. Для таких систем привлекают свойства потока и циркуляции вектора В.
© Центр дистанционного образования МГУП
Магнитное поле
Магнитное поле играет очень большую роль в электротехнике и электронике. Без магнитного поля не функционировали бы герконы, электромагнитные реле, соленоиды, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, двигатели, динамики, генераторы электрической энергии да и вообще много чего.
Природа магнетизма
Согласно одной из легенд, когда-то давным-давно жил в Греции пастух по имени Магнес. И вот шел он как-то со своим стадом овец, присел на камень и обнаружил, что конец его посоха, сделанный из железа, стал притягиваться к этому камню. С тех пор стали называть этот камень магнетит в честь Магнеса. Этот камень представляет из себя оксид железа.
Если такой камень положить на деревянную доску на воду или подвесить на нитке, то он всегда выстраивался в определенном положении. Один его конец всегда показывал на СЕВЕР, а другой — на ЮГ.
Этим свойством камня пользовались древние цивилизации. Поэтому, это был своего рода первый компас. Потом уже стали обтачивать такой камень и делать из разные фигурки. Например, так выглядел китайский древний компас, ложка которого была сделана из того самого магнетита. Ручка у этой ложки всегда показывала на ЮГ.
Ну а далее дело шло за практичностью и маленькими габаритами. Из магнетита вытачивали маленькие стрелки, которые подвешивали на тонкую иглу посередине. Так стали появляться первые малогабаритные компасы.
Древние цивилизации, конечно, не знали еще что такое север и юг. Поэтому, одну сторону магнетита они назвали северным полюсом (North), а противоположный конец — южным (South). Названия на английском очень легко запомнить, если кто смотрел американский мультфильм «Южный парк», он же Сауз (South) парк).
Магнитные линии и магнитный поток
Вокруг магнита экспериментальным путем были обнаружены магнитные силовые линии. Эти магнитные линии создают так называемое магнитное поле.
Как вы могли заметить на рисунке, концентрация магнитных силовых линий на самых краях магнита намного больше, чем в его середине. Это говорит о том, что магнитное поле является более сильным именно на краях магнита, а в его середине практически равна нулю. Направлением магнитных силовых линий считается направление от севера к югу.
Ошибочно считать, что магнитные силовые линии начинают свое движение от северного полюса и заканчивают свой век на южном. Это не так. Магнитные линии — они замкнуты и непрерывны. В магните это будет выглядеть примерно так.
Если приблизить два разноименных полюса, то произойдет притягивание магнитов
Если же приблизить одноименными полюсами, то произойдет их отталкивание
Итак, ниже важные свойства магнитных силовых линий.
Магнитные силовые линии, которые образуют магнитное поле, называют также магнитным потоком.
Итак, давайте рассмотрим два рисунка и ответим себе на вопрос, где плотность магнитного потока будет больше? На рисунке «а» или на рисунке «б»?
Видим, что на рисунке «а» мало силовых магнитных линий, а на рисунке «б» их концентрация намного больше. Отсюда можно сделать вывод, что плотность магнитного потока на рисунке «б» больше, чем на рисунке «а».
В физике формула магнитного потока записывается как
Ф — магнитный поток, Вебер
В — плотность магнитного потока, Тесла
а — угол между перпендикуляром n (чаще его зовут нормалью) и плоскостью S, в градусах
S — площадь, через которую проходит магнитный поток, м 2
Что же такое 1 Вебер? Один вебер — это магнитный поток, который создается полем индукцией 1 Тесла через площадку 1м 2 расположенной перпендикулярно направлению магнитного поля.
Напряженность магнитного поля
Формула напряженности
Слышали ли вы когда-нибудь такое выражение: «напряженность между ними все росла и росла». То есть по сути напряженность — это что-то невидимое, какая-то сдерживающая сила, энергия. Здесь почти все то же самое. Напряженностью магнитного поля также часто называют силой магнитного поля. Напряженность магнитного поля напрямую зависит от плотности магнитного потока и выражается формулой
H — напряженность магнитного поля, Ампер/метр
B — плотность магнитного потока, Тесла
Эта формула работает только тогда, когда между витками катушки находится воздух, либо вакуум. Более крутая формула выглядит вот так.
μ — это относительная магнитная проницаемость.
У разных веществ она разная
Напряженность магнитного поля проводника с током
Итак, имеем какой-либо проводник, по которому течет электрический ток.
Для того, чтобы вычислить напряженность магнитного поля на каком-то расстоянии от проводника при условии, что проводник находится в воздушном пространстве либо в вакууме, достаточно воспользоваться формулой
H — напряженность магнитного поля, Ампер/метр
I — сила тока, текущая через проводник, Ампер
r — расстояние до точки, в которой измеряется напряженность, метр
Магнитное поле проводника с током
Оказывается, если через какой-либо проводник пропустить электрический ток, то вокруг проводника образуется магнитное поле.
Здесь можно вспомнить знаменитое правило буравчика, но для наглядности я лучше буду использовать правило самореза, так как почти все хоть раз в жизни ввинчивали либо болт, либо саморез.
Ввинчиваем по часовой стрелке — саморез идет вниз. В нашем случае он показывает направление электрического тока. Движение наших рук показывает направление линий магнитного поля. Все то же самое, когда мы начинаем откручивать саморез. Он начинает вылазить вверх, то есть в нашем случае показывает направление электрического тока, а наша рука в этом время рисует в воздухе направление линий магнитного поля.
Также часто в учебниках физики можно увидеть, что направление электрического тока от нас рисуют кружочком с крестиком, а к нам — кружочком с точкой. В этом случае опять представляем себе саморез и уже в голове увидим направление магнитного поля.
Как думаете, что будет если мы сделаем вот такую петельку из провода? Что изменится в этом случае?
Давайте же рассмотрим этот случай более подробно. Так в этой плоскости оба проводника создают магнитное поле, то по идее они должны отталкиваться друг от друга. Но если они хорошо закреплены, то начинается самое интересное. Давайте рассмотрим вид сверху, как это выглядит.
Как вы можете заметить, в области, где суммируются магнитные силовые линии плотность магнитного потока прям зашкаливает.
Соленоид
А что если сделать много-много таких петелек? Взять какую-нибудь круглую бобину, намотать на нее провод и потом убрать бобину. У нас должно получится что-то типа этого.
Если подать постоянное напряжение на такую катушку, магнитные силовые линии будут выглядеть вот так.
Вы только посмотрите, какая бешеная плотность магнитного потока внутри такой катушки! Получается, что от каждой петельки магнитное поле суммируется, что в итоге дает такую плотность магнитного потока. Такую катушку также называют катушкой индуктивности или соленоидом.
Вот также схема, показывающая как магнитные силовые линии складываются в соленоиде.
Плотность магнитного потока зависит от того, какая сила тока проходит через соленоид. Чтобы увеличить плотность магнитного потока, достаточно поверх витков намотать еще больше витков и вставить сердечник из специального материала — феррита.
Если в электрических цепях есть такое понятие, как ЭДС — электродвижущая сила, то и в магнитных цепях есть свой аналог — МДС — магнитодвижущая сила. Магнитодвижущая сила выражается в виде тока, протекающего через катушку из N витков и выражается в Амперах-витках.
I — это сила тока в катушке, Амперы
N — количество витков катушки, штуки)
Также советую посмотреть очень простое и интересное видео про магнитное поле.
Похожие статьи по теме «магнитное поле»
