Магнитные линии: что это в физике. Особенности линий магнитной индукции

В статье рассмотрим характеристику электромагнитного поля под названием силовые линии магнитной индукции, способы определить направление их вектора. Расскажем об их особенностях, параметрах.

Что такое магнитные линии

Ещё несколько тысячелетий до нашей эры древние народы знали, что ряд руд обладают магнитными свойствами. Они способны притягивать к себе мелкие стальные предметы, намагничивать шерсть животных, волосы. Подобные куски руд обнаружили возле города Магнесии и назвали магнитами. Вокруг них существует нематериальная оболочка – поле. Обосновал теоретически и описал природу явления английский физик Фарадей в начале XIX века на примере проводника с током. Вокруг него наблюдается такое же явление.

Для характеристики поля применяется понятие индукции. Графически характеристика представляется в виде силовых магнитных линий. Они являются замкнутыми, бесконечными, выходят из северного полюса, возвращаются к южному.

Магнитные силовые линии – это кривые, касательные к ним по направлению совпадают с вектором индукции. Её направление показывается магнитной стрелкой, установленной рядом с проводником, по которому протекает электричество.  

Силовые линии нужны, чтобы визуализировать векторное поле – дают понять его конфигурацию. Второй способ «увидеть» это нематериальное воздействие – стальные или железные опилки. После их попадания в магнитное поле мелкие частицы магнитных материалов выстраиваются в соответствии с силовыми линиями.

Особенности линий магнитной индукции

Линии, вдоль коих распространяется магнитное поле, обладают рядом свойств:

• Замкнутость – не имеют начала и конца.


• Длина магнитной линии увеличивается при отдалении от центра проводника.


• Их наибольшая концентрация наблюдается у полюсов.


• Направление и сила поля – индукция – в каждой его точке изменяется.


• Расстояние между линиями при отдалении от проводника увеличивается.


• Действующая на магнитную стрелку сила в любой точке однородного поля одинакова по модулю.


• Через любую точку проходит лишь одна кривая.


• Линии однородного магнитного поля равноудалены друг от друга.

Способы определить, как направлен вектор индукции магнитного поля

Плотность вихревого поля вычисляется как производная поля по времени в каждой его точке. Направление векторного поля, созданного вокруг проводника с электрическим током, определяют по правилу буравчика или винта: направление движения буравчика совмещают с вектором тока, ручка инструмента во время вращения совпадает с направлением линий силового поля – вектора индукции.

Это правило весьма условное, как и направление распространения магнитного поля.

Вычисляется индукция по формуле:

B = \frac { F } { Il },  где:

• F – сила магнитного потока в любой точке поля;


• I – величина электрического тока, проходящего через проводник;


• L – длина последнего.

Единица измерения – Тесла (Тл) – названа в честь югославского физика первой половины XX века Николы Тесла.

Расскажите, в чем состоит особенность линий магнитной индукции.