Индукция магнитного поля

 Эксперимент по определению вектора магнитной индукции

Тема  – «Ин­дук­ция маг­нит­но­го поля». Мы уже го­во­ри­ли о маг­нит­ных ли­ни­ях, о дей­стви­ях маг­нит­но­го поля, о его свой­ствах. При­ш­ла пора по­го­во­рить о его ко­ли­че­ствен­ных ха­рак­те­ри­сти­ках.

Ин­дук­ция маг­нит­но­го поля – одна из важ­ней­ших ко­ли­че­ствен­ных ха­рак­те­ри­стик маг­нит­но­го поля.

Схема экс­пе­ри­мен­та по опре­де­ле­нию маг­нит­ной ин­дук­ции поля маг­ни­та  

Рис. 1. Схема экс­пе­ри­мен­та по опре­де­ле­нию маг­нит­ной ин­дук­ции поля маг­ни­та

Об­ра­ти­те вни­ма­ние на ри­су­нок. По про­вод­ни­ку про­те­ка­ет ток в на­прав­ле­нии «от нас». Линии маг­нит­но­го поля вы­хо­дят из се­вер­но­го по­лю­са маг­ни­та и вхо­дят в его южный полюс. Тогда, со­глас­но пра­ви­лу левой руки, о ко­то­ром мы го­во­ри­ли на преды­ду­щем уроке, на про­вод­ник будет дей­ство­вать сила со сто­ро­ны маг­нит­но­го поля, и эта сила будет на­прав­ле­на вниз. Таким об­ра­зом, рав­но­ве­сие будет на­ру­шать­ся, а ве­ли­чи­ну вкла­да такой силы можно из­ме­рять при по­мо­щи раз­но­ве­сов, ко­то­рые мы до­бав­ля­ем на чашу на про­ти­во­по­лож­ном конце весов.

Такой экс­пе­ри­мент в своё время был про­ве­ден, и в ре­зуль­та­те мно­го­чис­лен­но по­вто­рен­ных опы­тов было уста­нов­ле­но, что сила, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник, за­ви­сит от:

1)      маг­нит­но­го поля маг­ни­та,

2)      силы тока, про­те­ка­ю­ще­го по про­вод­ни­ку,

3)      длины са­мо­го про­вод­ни­ка,

4)      угла между на­прав­ле­ни­ем тока и на­прав­ле­ни­ем поля.

 Формула для вектора магнитной индукции


В ре­зуль­та­те таких опы­тов, про­ве­ден­ных Ам­пе­ром и Араго в на­ча­ле XIX в., было вве­де­но по­ня­тие век­то­ра маг­нит­ной ин­дук­ции как ха­рак­те­ри­сти­ки маг­нит­но­го поля.  – маг­нит­ная ин­дук­ция.

Итак, если мы опре­де­лим от­но­ше­ние мак­си­маль­ной дей­ству­ю­щей силы Ам­пе­ра на про­вод­ник с током к силе тока в про­вод­ни­ке и длине про­вод­ни­ка, то рас­смат­ри­ва­е­мая ве­ли­чи­на оста­ёт­ся по­сто­ян­ной для этого маг­нит­но­го поля, и имен­но она ха­рак­те­ри­зу­ет дан­ное маг­нит­ное поле. По­это­му мы можем ска­зать, что маг­нит­ная ин­дук­ция яв­ля­ет­ся си­ло­вой ха­рак­те­ри­сти­кой маг­нит­но­го поля. На­прав­ле­ние маг­нит­ной ин­дук­ции опре­де­ля­ет­ся при по­мо­щи уже из­вест­но­го пра­ви­ла левой руки.

Еди­ни­ца из­ме­ре­ния маг­нит­ной ин­дук­ции на­зва­на в честь серб­ско­го уче­но­го Ни­ко­лы Теслы, т.е. ин­дук­ция из­ме­ря­ет­ся в тес­лах (Тл).

Об­ра­ти­те вни­ма­ние, . Можно ска­зать, что 1 тесла – это ха­рак­те­ри­сти­ка, ко­то­рая го­во­рит, что сила, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник, равна 1 нью­то­ну, если сила тока в про­вод­ни­ке равна 1 ампер, а длина про­вод­ни­ка со­став­ля­ет 1 метр, при этом на­прав­ле­ние тока и на­прав­ле­ние линий маг­нит­но­го поля со­став­ля­ют пря­мой угол.

Маг­нит­ные линии, о ко­то­рых мы так часто го­во­ри­ли, те­перь мы можем на­звать ли­ни­я­ми маг­нит­ной ин­дук­ции. И на­прав­ле­ние маг­нит­ной ин­дук­ции точно так же ха­рак­те­ри­зу­ет на­прав­ле­ние маг­нит­ных линий. Можно ска­зать, что маг­нит­ны­ми ли­ни­я­ми на­зы­ва­ют такие линии, в каж­дой точке ко­то­рых ка­са­тель­ная сов­па­да­ет с на­прав­ле­ни­ем маг­нит­ной ин­дук­ции.

Те­перь го­раз­до проще го­во­рить об од­но­род­ном и неод­но­род­ном маг­нит­ном поле, т.к. в од­но­род­ном поле зна­че­ние и на­прав­ле­ние век­то­ра маг­нит­ной ин­дук­ции в каж­дой точке оди­на­ко­во, а в неод­но­род­ном нет.

Последнее изменение: Пятница, 1 Июнь 2018, 18:39