Связь м/у электрическим и магнитным полем. Магнитное поле электрического тока (М.П.)
1820 – Эрстед обнаружил, что маленький кусочек магнита, насаженный на острие иглы, определенным образом ориентируется около проводника током.
Магнитное поле – это особая форма существования материи, посредством которой осуществляется взаимодействие м/у движущимися электронными зарядами.
Основные свойства магнитного поля
1. Порождается движущимися электрическими зарядами (электрическим током)
2. Можно обнаружить по действию на движущиеся электрические заряды (электрический ток)
Основные характеристики:
B – вектор магнитной индукции
[B] = [Тл] – Тесла
Это аналог напряженности электрического поля. Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции.
Направление этого вектора для поля прямого проводника с током и соленоида можно определить по правилу буравчика: если направление поступательного движения буравчика (винта с правой нарезкой) совпадает с направлением тока, то направление вращения ручки буравчика покажет направление линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к линиям.
На практике удобно пользоваться следующим правилом: если большой палец правой руки направить по току, то направление обхвата тока остальными пальцами совпадет с направлением линий магнитной индукции.
Модуль вектора магнитной индукции
Магнитная индукция В зависит от I и r, где r — расстояние от проводника с током до исследуемой точки. Если расстояние от проводника много меньше его длины (т. е. рассматривать модель бесконечно длинного проводника), то:
B=k*I/r, где k — коэффициент пропорциональности. Подставляя эту формулу в уравнение для силы взаимодействия двух проводников с током, получим F=B*I*ℓ: отсюда: B=F/I*l
Т.о., модуль вектора магнитной индукции есть отношение максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого участка.
Ф – магнитный поток
Магнитный поток (поток линий магнитной индукции) через контур численно равен произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь, ограниченную контуром, и на косинус угла между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к поверхности, ограниченной этим контуром.
В однородном магнитном поле, модуль вектора индукции которого равен В, помещен плоский замкнутый контур площадью S. Нормаль n к плоскости контура составляет угол α с направлением вектора магнитной индукции В.
Магнитным потоком через поверхность называется величина Ф, определяемая соотношением:
Ф = B*S*cosα, где S – площадь рамки, ограниченная проводником с током; α – угол м/у векторами B и m, где вектор m перпендикулярно опущен к центру рамки с током.
[Ф]=[Вб] – Вебер
Магнитный поток через контур максимален, если плоскость контура перпендикулярна магнитному полю. Значит угол α равен 00.
Тогда магнитный поток рассчитывается по формуле:
Φmax = B · S
Магнитный поток через контур равен нулю, если контур располагается параллельно магнитному полю. Значит угол α равен 900.
L – индуктивность
Величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи.
L=Ф/J
[L]=[Гн] – Генри