z12-Pole.magnetyczn, SiMR sem1, fizyka0
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Pole magnetyczne
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Pole magnetyczne
Pole magnetyczne
jest nierozerwalnie związane z polem elektrycznym. W zależności od układu odniesienia to samo
zjawisko może być postrzegane jako efekt działania pola elektrycznego bądź magnetycznego. O ile pole elektryczne
wytwarzane jest przez ładunki, o tyle pole magnetyczne wytwarzane jest tylko przez
ładunki w ruchu
bądź ciała
posiadające moment magnetyczny. Siły magnetyczne nie działają na ładunki w spoczynku. Ponieważ prąd elektryczny
tworzą poruszające się ładunki, przewodniki z prądem będą oddziaływały magnetycznie.
Pola elektryczne i magnetyczne mają dużo wspólnego ale też różnią się w paru kwestiach:
- pole magnetyczne nie działa na ładunki w spoczynku chyba, że posiadają moment magnetyczny
- nie ma ładunków magnetycznych
- linie pola magnetycznego nie mają początku ani końca (są zamknięte)
- potencjał magnetyczny nie ma takiego znaczenia jak potencjał elektryczny
- pole magnetyczne nigdy nie wykonuje pracy
Wygodnym narzędziem do badania pola magnetycznego jest
igła magnetyczna
– namagnesowany kawałek stali.
Poniżej zachowanie igły magnetycznej w okolicach magnesu sztabkowego. Kierunek igły wskazuje kierunek lini pola
magnetycznego
S
N
Pole magnetyczne długiego przewodnika z prądem
Pole magnetyczne pochodzące od nieskończenie długiego przewodnika z prądem.
Linie sił pola magnetycznego. Nie mają początku ani końca tworząc
zamkniętę kręgi. Zwrot lini sił pola wyznaczamy stosując regułę prawej dłoni.
I
Symbol oznaczający wektor skierowany za kartkę
Symbol oznaczający wektor skierowany przed kartkę
A
I
R
7
H
0
10
4
T
A/m
2
R
]H[
m/A
2
B
0
]B[
T
4
R
H
– natężenie pola magnetycznego w punkcie A,
I
– natężenie prądu elektrycznego
R
– odległość punktu A od przewodnika z prądem
B
– wektro indukcji magnetycznej
0
– przenikalność magnetyczna próżni
Prawo Ampere’a
Prawo Ampere’a jest magnetycznym odpowiednikiem prawa Gaussa.
P
rawo Ampera
: Krążenie wektora indukcji
B
po dowolnej krzywej
zamkniętej jest proporcjonalne do sumy natężeń prądów
I
i
zawartych
wewnątrz tej krzywej. Δ
L
i
oznacza fragment krzywej dla której indukcja ma
stałą wartość.
I
i
LB
0
I
i
i
i
B
i
Ponieważ w stałej odległości od jednego długiego przewodnika wartość
indukcji pola magnetycznego jest stała możemy napisać:
ΔL
i
I
B
2
2
R
I
B
0
0
R
Prawo Biota-Savarta
Prawo Biota-Savarta pozwala wyznaczyć wartość indukcji pola magnetycznego dla dowolnego kształtu przewodnika
z prądem i dowolnego punktu w przestrzeni. Stosuje się założenie, że wartość indukcji pola magnetycznego w
punkcie jest sumą przyczynków do indukcji pochodzące od małych fragmentów przewodnika.
B
I
r
l
ld
B
r
0
4 r
3
[ Pobierz całość w formacie PDF ]