Силовые линии магнитного поля

Взаимодействие магнитов

Постоянные магниты (магниты) – тела, способные длительное время сохранять намагниченность (создавать в окружающем пространстве магнитное поле). Намагниченность тела объясняется циркулирующими внутри каждого атома электрическими токами (орбитальными движениями электронов).

Полюсы магнита – те места тела, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия. Обычно у постоянного магнита есть два полюса, называемые северным и южным, по географической ориентации магнитной стрелки. Постоянные магниты одноимёнными полюсами отталкиваются, разноимёнными – притягиваются.

С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянных магнитов.

 

Магнитное поле проводника с током

В первой половине XIX века французский физик А. Ампер открыл взаимодействие параллельных проводников с токами: проводники с токами одного направления притягиваются, встречных направлений – отталкиваются.

 

Для описания взаимодействия токов (движущихся электрических зарядов) Ампер предложил использовать магнитное поле.

Магнитное поле – материальная среда, являющаяся посредником действия одного движущегося заряда на другой движущийся заряд и передающая это действие с конечной скоростью.

Идея Ампера: любой движущийся электрический заряд (электрический ток) создаёт во всём окружающем его пространстве материальный объект – магнитное поле, которое действует на другие движущиеся электрические заряды (электрические токи) с некоторой силой, называемой магнитной силой, и убывает по мере удаления от заряда, его создающего.

Вектор магнитной индукции

Электрический ток наделяет окружающее пространство особыми физическими свойствами, главное из которых – действие с магнитной силой на любой движущийся заряд, помещённый в это пространство. Для описания главного свойства магнитного поля введена физическая величина – вектор магнитной индукции – силовая характеристика поля, обозначаемая

За направление вектора магнитной индукции принимают направление от южного полюса к северному свободно расположенной в данной точке небольшой магнитной стрелки. Это направление определяется правилом буравчика (правилом правого винта): если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то его вращательное движение совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

 

Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимальной магнитной силы, действующей на проводник с током, к произведению силы тока на длину проводника.

 

Силовые линии магнитного поля

Магнитные поля принято представлять графически с помощью силовых линий – линий, касательные к которым в любой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке. Графическое представление магнитных полей даётся с соблюдением следующих правил:

1) силовые линии непрерывны и замкнуты;

2) силовые линии не пересекаются;

3) плотность линий пропорциональна модулю вектора магнитной индукции в данном месте поля.

Силовые линии поля бесконечного прямого проводника с током – это концентрические окружности, центры которых совпадают с центром проводника, располагающиеся в плоскости, перпендикулярной проводнику.