Магнитное поле. Закон Ампера. Индукция магнитного поля.

В электростатике на этом этапе вводится основная характеристика электрического поля — вектор напряжённости (Э2).

Подобный шаг нам предстоит сделать и сейчас: ввести основную характеристику магнитного поля — вектор магнитной индукции .

Магнитное поле не действует на неподвижные заряды. В магнитном поле сила действует на электрический ток.

Согласно закону Ампера, максимальная сила dF_max, действующая на участок проводника dl с током I, пропорциональна произведению Idl (рис. 8.4.):

dF_max = BIdl. (8.2)

Рис. 8.4.

Коэффициент пропорциональности В — модуль вектора магнитной индукции поля:

.

Направление вектора магнитной индукции определяется по правилу левой руки: руку располагают так, чтобы четыре пальца были направлены по току в проводнике, а отставленный большой палец — по направлению силы, действующей со стороны магнитного поля на ток. При этом вектор магнитной индукции направлен в ладонь.

Напряжённость электрического поля определялась как сила, действующая в поле на единичный положительный заряд.

Модуль вектора магнитной индукции равен максимальной силе, действующей на единичный элемент тока. Под элементом тока подразумевается произведение .

Окончательно представим закон Ампера в векторном виде:

. (8.3)

Сила Ампера , действующая в магнитном поле , пропорциональна векторному произведению .

Здесь — вектор, равный длине участка dl и направленный по току. В соответствии с правилом векторного произведения, сила Ампера перпендикулярна плоскости, содержащей перемножаемые векторы и . Это означает, что сила, действующая в магнитном поле на элемент тока , перпендикулярна и вектору магнитной индукции и элементу тока .

Единица измерения вектора магнитной индукции называется тесла (Тл):

.

В этом ряду приведены различные, часто встречающиеся наименования единицы магнитной индукции.

В заключение напомним, что при определении направления силы Ампера (7.3), можно не только руководствоваться свойством векторного произведения, но и использовать правило «винта» («буравчика») и правило «левой руки».