A mágneses mező és annak jellemzőit
A 19. században azt vizsgálták kísérletileg jogszabályok kölcsönhatását állandó mágnes és a vezeték, amelyen keresztül az elektromos áram halad át. A kísérletek azt mutatták, hogy, csakúgy, mint a környező térben a töltések, elektrosztatikus tér és a környező térben az áramlatok és állandó mágnesek, van egy erőtér, amely az úgynevezett mágneses.
Két kísérleti tények kerültek meghatározásra:
1), a mágneses mező hat a mozgó töltések
2) mozgó töltésekre mágneses teret hoznak létre.
Ez a mágneses mező jelentősen eltér az elektrosztatikus, amely mint a vezetők és a pihenő után. A mágneses mező nincs hatással a nyugvó díjakat. A tapasztalat azt mutatja, hogy a természet a mágneses mező az aktuális alakjától függ egy karmester, amelyen keresztül áram folyik; A vezető elrendezés és a jelenlegi irányt.
Kölcsönhatás erő egységnyi mindegyikének hossza a párhuzamos vezetékek arányos áramok nagyságának bennük, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság:
ahol - arányossági tényező, μ0 = 4π · 10 -7 H / m - mágneses állandó, b - a távolság a vezetékek között.
A fő jellemzője a mágneses mező határozza meg működését a területen egységnyi áramvezető, és az úgynevezett mágneses indukció B.
Mágneses indukció ezen a ponton egy homogén mágneses mező által meghatározott maximális ható forgatónyomatékot a keret egy mágneses pillanatban egyenlő egységét, amikor a szokásos, hogy a mező irány merőleges a keret:
A mágneses mező, ellentétben az elektromos, nincs hatással a nyugvó töltés, azaz A mágneses mező által generált mozgó töltésekre. Egy másik jellemzője az intenzitás a mágneses mező H.
A mágneses indukció B össze van kötve a H mágneses térerő a kapcsolatban
ahol # 956; - a relatív permeabilitása a közeg.
A tapasztalat azt mutatja, hogy a mágneses mező, mint az elektromos szuperpozíció elve érvényes. eredő mágneses indukciós mezőt, által generált több mozgó töltésekre (áram) egyenlő a vektor összege a mágneses indukció. által termelt minden díj (aktuális) külön-külön:
Ha a nagyságát és irányát a mágneses indukció vektor minden pontján azonos régióban a tér, a mező homogén.
Egy grafikus kép a mágneses mező erővonalai bevezetjük az elképzelés, hogy a mágneses indukció vektor (ris.12.1), amely hajtjuk végre oly módon, hogy az érintő egyes pontja a tér egybeesik a vektor a mágneses indukció az adott ponton. Sűrűség vonalak által meghatározott modulusa mágneses indukció.
Tekintsünk egy előállított mágneses mező egy P pont egy pont töltés q, mozgó állandó v sebességgel (ris.12.2).
A kísérletek azt mutatták, hogy a sebesség sokkal kisebb, mint a fény sebessége v < vagy skalár formában Formula (12.1.3), hogy a mágneses indukció vektor minden egyes P pont felé irányul átmenő sík irányában a v vektor és P. Az egység mágneses fluxus-sűrűség SI-egységek úgynevezett Tesla (T). Tekintsük a kis elem vezeték hossza dl (ris.12.3.). Bemutatjuk a vektor. mentén irányul jelenlegi tengelye az elem, abban az irányban, amelyben folyik áram. ahol - a sugár - vektor az aktuális elem a vizsgált területen pont, K - együtthatója arányosság ahol - mágneses állandó. A Biot-Savart törvénye Laplace, hogy a vektor a mágneses indukció B egy C pont a mágneses mező merőleges arra a síkra, amelyek ellen a vektorok és dl. és annak iránya olyan, hogy a vége a forgási vektor dB dl vektort, hogy igazodjanak a vektor R a legrövidebb úton látható előforduló az óramutató járásával ellentétes (ris.12.3). Segítségével a törvény Biot-Savart - Laplace, alkalmazva a szuperpozíció elve, ki tudjuk számítani a mágneses mező a jelenlegi rendszereknél. Kiszámítása a mágneses mező egyenáram. Határozza meg az irányt a vektor a mágneses indukció dB aktuális elem azon a ponton, M. A jobb kéz szabályt vektor dB merőleges a síkra, amely áthalad az aktuális elem, és a pont, amelynél a mező számítják. Szerint a Biot-Savart-Laplace, a nagysága a mágneses indukció aktuális elem ahol # 945; - közötti szög a vektorok dl és r. Akkor a törvény Biot-Savart-Laplace formájában Mágneses indukció karmester lesz csak egyenlő az algebrai összege modulusainak vektorok mágneses indukciós vagy szög # 945; minden eleme a végtelenül előre áram változik 0 és π. ezért - egyenáramú mágneses indukció területén. egyenáramú mágneses fluxus mező vonalak képviselik rendszer, amely a vezetőképes koncentrikus körök. A mágneses mező nemcsak az árammal átjárt vezető, hanem külön elektromos töltések mozognak a területen. Egy töltés mozog mágneses mezőben, egy erő, amely az úgynevezett mágneses. Ez az erő határozza meg a töltés q, a mozgás sebességét # 965; és a mágneses indukció B a ponton, ahol a töltés található egy adott időpillanatban az úgynevezett Lorentz-erő. Tapasztalati úton megállapítottuk, hogy az F erő eljárva a töltés mozog mágneses mezőben adja Lorentz-erő modul ahol - a sebességet a díjak, # 945; - közötti szög a vektorok és a. Lorentz-erő mindig merőleges a sebesség egy töltött részecske, és azt mondta neki normális gyorsulás. Következésképpen a Lorentz-erő nem tesz munkát. Csak megváltoztatja az irányát a sebessége a részecskék mágneses mezőben. díjat sebesség modul és a mozgási energiát, amikor mozog a mágneses mező nem változik.
1820-ban három francia tudósok Biot és Savart Laplace kapunk empirikus meghatározó képlet a mágneses indukció vektor az áramvezető:
egyenáramú mező mező által termelt áram folyik át a vékony vezeték közvetlen végtelen hosszúságú. Kiszámoljuk a térerősség az F ponton, a parttól R ettől a karmester. Megkülönböztetni ezt végtelenül eleme aktuális dl. (Ábra. 12.4)Kapcsolódó cikkek