Как определить «силу» магнитного поля?

 

До сих пор, говоря о магнитных полях, нам удавалось не ставить вопрос о том, как количественно можно охарактеризовать «силовые возможности» магнитного поля.

Вспомним, что «силовые возможности» электрического поля характеризуются вектором напряженности , который определяется как величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля. Зная вектор , легко определить силу, действующую на произвольный заряд q, помещенный в данную точку поля:

.

Магнитное поле действует на прямолинейный проводник с током силой Ампера. Экспериментально установлено, что величина этой силы прямо пропорциональна длине проводника l, силе тока I в нем и синусу угла a, который образует вектор магнитной индукции с направлением тока в проводнике:

F ~ Ilsina.

Ясно также, что чем «сильнее» поле, тем больше сила Ампера, действующая на данный проводник с током.

Определим модуль вектора магнитной индукции как физическую величину, численно равную силе Ампера, действующей на прямолинейный проводник длиной l = 1 м с током силой I = 1 А, расположенный перпендикулярно к направлению вектора . Разумеется, поле, в котором расположен наш проводник «единичной» длины, должно быть однородным.

Тогда на прямолинейный проводник длиной l с током I, расположенный в магнитном поле с индукцией так, что направление тока составляет с вектором угол a, действует сила Ампера, равная по величине

FA = BIlsina. (8.1)

Направление силы Ампера, как мы уже знаем, определяется по правилу левой руки.

Формула (8.1) называется законом Ампера. Из этой формулы легко определить размерность вектора в СИ:

.

Эту величину называют тесла (Тл) в честь знаменитого американского изобретателя в области электро- и радиотехники Николы Тесла (1853–1943). Итак, запомним:

.

Читатель: А почему вектор называется магнитной индукцией, а не напряженностью магнитного поля?

Автор: Конечно, назвать напряженностью было бы логичнее, но так уж исторически сложилось.

Задача 8.1. Определите наибольшее и наименьшее значения силы, действующей на провод длиной 0,6 м с током 10 А при различных положениях провода в однородном магнитном поле, индукция которого равна 1,5 Тл.

   
l = 0,6 м I = 10 А В = 1,5 Тл Решение. Если угол a между направлением тока и вектором индукции равен нулю, то сила Ампера согласно формуле (8.1) равна нулю: Fmin = BIlsin0 = 0. Максимальное значение силы достигается при a = 90°: Fmax = BIlsin90° = 1,5 Тл × 10 А × 0,6 м × 1 » 9 Н.
Fmin = ? Fmax = ?

Ответ: Fmin = 0; Fmax = BIlsin90° » 9 Н.

СТОП! Решите самостоятельно: А8–А10, В12, D1, D2.

 








Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 2681;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.