Магнитное поле тока: основные характеристики

Что такое магнитное поле

У каждого магнита есть полюса: отрицательный и положительный, северный и южный. Разные полюса притягивают друг друга, одинаковые — отталкивают. 

Магнитное поле условно изображают на рисунках в виде источника электротока с линиями магнитной индукции по кругу. Их еще называют силовыми линиями. Эти линии всегда выходят из северного полюса магнита по направлению в южный. Они не пересекаются и не обрываются, т.е. являются полностью замкнутыми, даже внутри магнита.

Источник: oooevna.ru

В чем измеряется

Магнитное поле — величина векторная. Чтобы его измерить, ученые используют его силу и направление. 

Силу магнитного поля измеряют в Тесла (ТЛ), это характерно для для СИ, и в Гаусс (Гс).  При этом 1 Тесла равна 10 000 Гаусс.

Сила магнитного поля

Сила магнитного поля проявляется в ее воздействии на проводники с током или заряженные частицы, которые находятся в движении. Такая сила магнитного поля получила название силы Лоренца.

Источник: cf.ppt-online.org

Из чего состоит магнитное поле

Магнитное поле всегда возникает вокруг источника магнитного воздействия. Этот источник может быть представлен магнитом, любым движущимся зарядом или заряженным телом. Магнитное поле представляет собой множество силовых линий, которые имеют вид концентрических окружностей вокруг своего источника.

Источник: vse-elektrichestvo.ru

Ученые пришли к выводу, что наша планета — это тоже гигантский магнит. У земного шара есть магнитное поле и полюсы. Именно это поле и заставляет стрелку компаса все время показывать на север. Магнитное поле планеты Земля имеет высоту около 100 000 км и защищает нашу планету от солнечного ветра космических лучей и т.д.

Характеристики

Любое магнитное поле характеризуется: 

• индукцией; 
• потоком; 
• проницаемостью. 

Магнитная индукция показывает, насколько интенсивным является магнитное поле. Чем сильнее магнит, вокруг которого возникло магнитное поле, тем больше индукция. 

Направление вектора магнитной индукции можно определить по магнитной стрелке, свободно остановившийся в магнитном поле, вектор будет направлен по направлению от Южного полюса к Северному.

Источник: yarllo.ru

Магнитный поток — это общее число линий индукции, которые пронизывают определенную поверхность магнитного поля.

Источник: yarllo.ru

Магнитная проницаемость — это характеристика среды, в которой было создано магнитное поле. Среда, которая имеет большую магнитную проницаемость, создает поля с большей магнитной индукцией.

Источник: fs.znanio.ru

Виды

Магнитные поля бывают постоянными и переменными.

Постоянное

Постоянное магнитное поле — это область вокруг источника, в которой значение вектора магнитной индукции не изменяется со временем в любой точке. Источниками постоянного магнитного поля обычно являются постоянные электротоки. Такое поле формируется вокруг или неподвижного магнита, или неподвижного проводника с постоянным током.

Переменное

Переменное магнитное поле — это область вокруг источника магнитного поля, которая возникает при движении проводника с постоянным током или магнита.

Формулы

Источник: s1.studylib.ru

Свойства

Более 200 лет изучая магнитные поля, физики выявили следующие его свойства:

1. Материальность. 
2. Электрический ток как источник возникновения магнитного поля. 
3. Вихревое свойство магнитного поля, линии магнитной индукции которого всегда замкнутые.
4. Величина магнитного поля уменьшается с удалением от источника.

Напряженность магнитного поля

Напряженность магнитного поля — это еще одна характерная особенность магнитного поля, которая определяет насколько частыми являются линии магнитной индукции. Это векторная величина, обозначается как \vec H. Единицей измерения является А/м. 

Источник: cf2.ppt-online.org

Задачи

Решение: L = 5 см = 0,05 м; I = 25 Ампер; F = 50 микроНьютонов = 0,05 Ньютонов \(\alpha = 90°\). По формуле \(B=\frac F{L\times I\times\sin\alpha}\) получаем значение магнитной индукции, равной 0,04 Тл.

Решение: B = 10 мТл = 0,01 Тл; I=50 A; L=0,1 м; \(\alpha =90°\) . По формуле \(F=B\times L\times I\times\sin\alpha\)  находим силу магнитного тока, которая будет равна 0,05 Н.