Вокруг проводника, по которому проходит электрический ток, возникает магнитное поле. Оно вызывает проявление физических явлений, например, механических сил: изменяет сопротивление металлов, сплавов, размеры тел. Рассмотрим напряженность магнитного поля, формулы для её вычисления.
Теория
Электромагнитное поле – аналог механической силы, проявляется воздействием на перемещающиеся носители электрического заряда, тела с магнитным моментом. Характеризуется механической силой, которое поле оказывает на проводники либо магниты.Опыты показывают, что магнитное поле пытается сориентировать магнитную стрелку, развернуть её относительно плоскости витка, в направлении, которое называется направлением поля. Для планеты его принимают за линию, направленную с географического севера на юг. Электрическое поле характеризуется векторной величиной E – напряженностью. Для описания магнитного воздействия применяют величину B, названную магнитной индукцией.
Во избежание путаницы характеристики носят разные названия.
Направлением B считают то, куда укажет магнитная стрелка относительно витка с электрическим током. Его модуль определяют по максимальному значению вращающего момента Mmax, действующего на стрелку. При одинаковом значении индукции в каждой точке пространства поле называется однородным, когда его величина проявляется в веществе в разной степени – неоднородным.
Магнитное поле: все формулы
В однородное поле помещают плоские контуры – изготовленные из точнейшей проволоки замкнутые проводники – с током. Измерения пикового вращающего момента показывает, что он:- прямо пропорционален силе протекающего через контур электрического тока I;
- зависит от площади контура S;
- не зависит от формы замкнутого проводника при равной площади.
Магнитный момент контура с током равен:
pm = IS.
Рассмотрим остальные формулы, позволяющие рассчитать электромагнитное поле.
Вращающий и магнитный моменты характеризуют электромагнитную индукцию, по модулю она равняется:
B= Mmax : pm.
Измеряется в теслах (Тл), названа в честь величайшего сербского учёного XX века Николы Теслы.
При расчётах неоднородных полей в них помещают маленькие контуры, по габаритам сравнимые с расстояниями, на которых наблюдаются изменения.
Магнитное полевое образование характеризуется напряжённостью H, пропорциональной индукции в вакууме:
B = μ0H,
μ0 = 4π*10-7 Гн/м или Тл*м/А.
При вычислениях для вещества добавляется коэффициент магнитной проницаемости μ, для вакуума он равен единице.
B = μ μ0H.
Магнитная индукция соленоида:
B = μ0nI, здесь:
- n = N : l, N – число витков катушки, l – её длина;
- I – сила протекающего тока.
Формула энергии W магнитного поля для соленоида:
W = LI2 : 2 = ФI : 2
- L – индуктивность катушки;
- I – сила тока;
- Ф – магнитный поток.
Сила взаимодействия между проводниками с электрическим током:
F = μ μ0I1I2l : 2πr, здесь:
- I1, I2 – сила тока в обоих проводниках;
- l – их длина;
- r – расстояние между проводами с током.
Наибольший момент:
Mmax= BIS;
S – площадь контура.
Электромагнитное поле образуется вокруг намагниченных тел и проводников с током.
Как вы считаете, материал был полезен?