Для школьников.
Магнитные поля создаются постоянными магнитами и проводниками с током.
Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В.
Магнитная индукция точки магнитного поля численно равна отношению вращательного момента, действующего на пробный контур, помещённый в эту точку, к магнитному моменту контура (см. Занятие 63).
Вектор магнитной индукции В направлен по касательной к силовой линии.
Наряду с вектором В существует ещё одна характеристика магнитного поля, называемая напряжённостью Н. Напряжённость Н не зависит от магнитной проницаемости вещества, в котором находится магнитное поле.
Эти две характеристики связаны между собой зависимостью:
Выражение для В находится из теоремы о циркуляции вектора магнитной индукции ( см. Занятие 65).
Задача 1.
Дан каркас из однородной проволоки в форме куба:
К противоположным концам диагонали куба подводится постоянное напряжение. По рёбрам куба текут токи. Чему равна напряжённость магнитного поля в центре куба?
Решение.
Из рисунка видно, что для любого ребра куба в соответствующей диагональной плоскости можно найти другое ребро, в котором течёт такой же по силе и направлению ток.
Эти токи дают в центре куба равные напряжённости магнитного поля, но противоположно направленные, поэтому результирующая напряжённость магнитного поля в центре куба равна нулю.
Ответ: напряжённость магнитного поля в центре куба равна нулю.
Задача 2.
К двум произвольным точкам А и В проволоки, имеющей форму окружности, приложена постоянная разность потенциалов, вследствие чего по дугам АМВ и АРВ идут токи. Чему равна напряжённость магнитного поля в центре окружности?
Решение.
Напряжённость магнитного поля тока, идущего между точками А и В по дуге АМВ, в центре окружности противоположна по направлению напряжённости магнитного поля тока, идущего между теми же точками по дуге АРВ, так как токи идут по этим дугам в противоположных направлениях.
Напряжённость магнитного поля в центре окружности пропорциональна силе тока, идущего по дуге окружности, и длине дуги проводника. Так как отношения длин дуг прямо пропорциональны их сопротивлениям, то силы тока в этих дугах обратно пропорциональны длинам дуг. Поэтому в центре окружности напряжённости магнитных полей, создаваемых дугами, равны, но так как они противоположны по направлениям, результирующая напряжённость магнитного поля в центре окружности равна нулю.
Ответ:напряжённость магнитного поля в центре окружности равна нулю.
Задача 3.
По двум длинным прямолинейным проводам, находящимся на расстоянии 5 см друг от друга, текут токи по 10 А в каждом.
Определить индукцию магнитного поля, создаваемого токами в точке, лежащей посередине между проводами для случаев: а) провода параллельны, токи текут в одном направлении; б) провода параллельны, токи текут в противоположных направлениям; в) провода перпендикулярны, направления токов указаны на рисунке.
Решение.
Для нахождения результирующего поля надо сначала найти поля, создаваемые каждым прямым проводом с током по формуле:
а затем найти их векторную сумму.
Ответ: а) 0; б) 80 мкТл; в) 160 мкТл.
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Спасибо.
Предыдущая запись: Как электричество и магнетизм связаны между собой? История и важность открытий в этой области науки (кратко о главном)
Следующая запись: Задачи на магнитные взаимодействия.
Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1 .
Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45 .
Ссылки на занятия (статьи), начиная с теплового действия тока, даны в конце Занятия 58.
Ссылки на занятия, начиная с переменного тока, даны в конце Занятия 70 .