Тема №3: Основные законы магнитостатики Взаимодействие параллельных токов. Закон Ампера в векторной и скалярной формах. Контур с током. Вектор магнитного момента контура с током, его величина и направление. • Напряженность магнитного поля. Индукция магнитного поля. Определение ее направления с помощью контура с током и магнитной стрелки. Опыт Эрстеда. Связь между напряженностью магнитного поля и его индукцией для вакуума. • Формула для индукции и напряженности магнитного поля элементарного тока (закон Био-Савара-Лапласа). Принцип суперпозиции магнитных полей. • Магнитные силовые линии, их построение, направление и густота. Замкнутость силовых линий магнитного поля. Понятие вихревого поля Силовые линии природного магнита и различных токовых систем в опытах Био и Эрстеда Линия, вдоль которой в установившемя режиме ориентируются пробные магниты называется силовой линией магнитного поля Действие магнитного поля на провод с током. Сила Ампера. Работа перемещения провода с током в постоянном магнитном поле dF I dl, B Для прямого отрезка провода с током I, помещенного в однородное магнитное поле B, сила Ампера равна F I dl, B I dl, B I l, B . Элементарная работа А, совершаемая силой Ампера dF при перемещении dr в магнитном поле элемента проводника dl, равна A (dF, dr ) I (dl, B, dr ) I (dr, dl , B) Магнитное взаимодействие параллельных токов Закон Био-Савара-Лапласа 0 I [ d l, r ] dB 4 r3 где dl - длина элементарного (бесконечно малого) участка провода, r – расстояние от этого участка до точки наблюдения Фm – магнитный поток через поверхность, прочерченную проводником при рассматриваемом перемещении dФ m (B, dS) Если проводник, сила тока I в котором поддерживается постоянной, совершает конечное перемещение из положения 1 в положение 2, то работа амперовых сил при таком перемещении A1 2 2 IdФm IФ m 1 Если в постоянном магнитном поле перемещается замкнутый контур, то поток, прочерченный всеми элементами контура равен изменению потока пронизывающего контур (так называемого потокосцеплени Результирующая сила и момент сил, действующие на контур с током во внешнем магнитном поле. Магнитный момент контура с током . Вектор момента сил M, приложенных к контуру, равен M r1 , F1 r2 , F2 В однородном магнитном поле для контура произвольной формы. M p m , B На контур в неоднородном магнитном поле действует сила F pmx B B B pmy pmz x y z pmx, pmy, pmz проекции вектора магнитного момента на координатные оси. Если угол между магнитным моментом контура и осью x острый (pmx>0), то сила направлена в сторону оси, т.е. в сторону возрастания величины индукции. Если угол тупой (pmx<0), то сила направлена в противоположную сторону. Теорема Гаусса для магнитного поля. B dS 0 n S divB 0