Vad är induktion av ett magnetfält?

Vad är induktion av ett magnetfält? För att svara på denna fråga, låt oss återkalla grunden för elektrodynamiken. Såsom är känt är en fast laddningsbärare q, belägen i det elektriska fältet, förspänd med kraft F. Ju större laddningsvärdet (oavsett dess egenskaper) desto större kraft. Detta är spänning - en av egenskaperna hos fältet. Om vi ​​betecknar det som E får vi:

E = F / q

I sin tur utövas mobila avgifter avmagnetfältets inflytande. I detta fall beror dock kraften inte bara på storleken av den elektriska laddningen utan också på rörelsens riktnings vektor (eller, mer exakt, hastigheten).

Hur kan du studera konfigurationenmagnetfält? Denna uppgift har framgångsrikt lösts av välkända forskare - Amper och Oersted. De placerade i fältet en ledande krets med en elektrisk ström och studerade exponeringens intensitet. Det visade sig att resultatet var påverkat av konturens orientering i rymden, vilket indikerade närvaron av styrviktens riktningsvektor. Induktionen av magnetfältet (uppmätt i Tesla) uttrycks i förhållande till förhållandet mellan kraftens moment och produkten av ledarens område av kretsen och den strömmande elektriska strömmen. Faktum är att det kännetecknar själva fältet, vilket i detta fall är nödvändigt. Låt oss uttrycka alla sagt genom den enkla formeln:

B = M / (S * I);

där M är det maximala värdet av krafterna, beror på konturens orientering i magnetfältet; S är kretsens totala yta; Jag är det aktuella värdet i ledaren.

Eftersom induktionen av magnetfältet ärvektor kvantitet, då är det nödvändigt att hitta dess orientering. Den mest grafiska representationen av den ges av en vanlig kompass, vars pil alltid pekar mot nordpolen. Induktionen av jordens magnetfält orienterar den enligt magnetiska kraftlinjer. Detsamma händer när kompassen placeras nära en ledare, genom vilken en ström strömmar.

Beskriva konturen, vi behöver presentera konceptetmagnetisk moment. Detta är en vektor som är numeriskt lika med produkten av S med I. Dess riktning är vinkelrätt mot det nuvarande ledande kretsens villkorliga plan. Du kan bestämma genom den välkända regeln av rätt skruv (eller gimlet, som är samma sak). Induktionen av magnetfältet i vektorrepresentationen sammanfaller med magnetmagnetets riktning.

Således är det möjligt att härleda en formel för kraften som verkar på konturen (alla vektorkvantiteter!):

M = B * m;

där M är den totala vektorn av kraftmomentet; B är magnetisk induktion; m är värdet av det magnetiska momentet.

Inte mindre intressant är induktionen av magnetfältetsolenoid. Det är en cylinder med en sårtråd genom vilken en elektrisk ström flyter. Det är en av de mest använda elementen inom elteknik. I vardagen med solenoider möter varje person ständigt, utan att ens veta om det. Så det magnetfält som skapas av strömmen inuti cylindern är helt homogent, och dess vektor riktas koaxiellt med cylindern. Men utanför cylinderkroppen finns ingen magnetisk induktionsvektor (lika med noll). Detta gäller dock endast för en idealisk magnet med oändlig längd. I praktiken gör dock begränsningen sina egna justeringar. Först och främst är induktionsvektorn aldrig lika med noll (fältet är registrerat runt cylindern), och den interna konfigurationen förlorar också sin homogenitet. Varför behöver vi då en "idealmodell"? Det är väldigt enkelt! Om cylinderns diameter är mindre än längden (som regel är den), då i solenoidens mitt, sammanfaller induktionsvektorn praktiskt med denna egenskap hos den ideala modellen. Att känna till cylinderns diameter och längd är det möjligt att beräkna skillnaden mellan induktionen av en ändlig magnet och dess ideala (oändliga) kollega. Vanligtvis uttrycks det som en procentandel.