Магнитное поле. Изучение магнитного поля проводников с током различной формы.ЦЕЛЬ РАБОТЫ
МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ (МП) называется то, что существует в области пространства, в которой на электрически нейтральный проводник с током действует сила, называемая магнитной. ИСТОЧНИКОМ МП является движущаяся электрически заряженная частица (заряд), которая создает также и электрическое поле. Если вблизи одной движущейся заряженной частицы (заряда №1) будет находиться вторая движущаяся с такой же скоростью V заряженная частица (заряд №2), то на второй заряд будут действовать две силы: электрическая (кулонов- ская) Для практически любых ПРОВОДОВ с током выполняется ПРИНЦИП КВАЗИНЕИТРАЛЬНОСТИ: несмотря на наличие и движение заряженных частиц внутри проводника, любой (не слишком малый) его отрезок имеет нулевой суммарный электрический заряд. Поэтому между обычными проводами с током наблюдается только магнитное взаимодействие. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ - характеристика силового действия МП на проводник с током, векторная величина, обозначаемая символом ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ - линии, в любой точке которых вектор индукции МП направлен по касательной. Анализ взаимодействия движущихся зарядов с учетом эффектов теории относительности (релятивизма) дает выражение для индукции элементарным отрезком
где
ЦИРКУЛЯЦИЕИ МП называется интеграл по замкнутому контуру от скалярного произведения индукции МП на элемент контура:
ЗАКОН ЦИРКУЛЯЦИИ МП: циркуляция МП по замкнутому контуру L0 пропорциональна суммарному току, пронизывающему поверхность S(L0) ог ограниченную этим контуромL0 .
Закон Б-С-Л и принцип суперпозиции МП позволяют получить многие другие закономерности, в частности, индукцию магнитного поля прямого бесконечно длинного проводника с током:
Линии магнитной индукции поля прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных проводнику, с центрами, расположенными на его оси. Индукция МП на оси кругового контура (витка) радиуса R с током I на расстоянии г от центра:
где СОЛЕНОИДОМ называется длинная прямая катушка с током. Величина индукции МП вблизи центра соленоида меняется очень мало. Такое поле можно считать практически однородным. Из закона циркуляции МП можно получить формулу для индукции МП в центре соленоида МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ Закройте окно теории. Рассмотрите внимательно рисунок, изображающий компьютерную модель. Найдите на нем все основные регуляторы и поле эксперимента. Зарисуйте необходимое в конспект.
Подготовьте табл. 1, используя образец. Подготовьте также таблицы 3 и 4, аналогичные табл. 1, за исключением второй строчки, содержание которой см. в следующем разделе.
|
и магнитная сила 
которая будет меньше электрической в 
- раз, где с - скорость света.
.
МП, создаваемой
с током I, расположенным в начале координат (закон Био-Савара-Лапласа или Б-С-Л):
- радиус-вектор точки наблюдения, 
- единичный радиус-вектор, направленный в точку наблюдения, - магнитная постоянная. МП подчиняется ПРИНЦИПУ СУПЕРПОЗИЦИИ: индукция МП нескольких источников является суммой индукций полей, создаваемых независимо каждым источником:
МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ витка площадью S 
- единичный вектор нормали к поверхности витка.
где п - число витков, приходящихся на единицу длины соленоида.
