Вычисление

В простых случаях магнитное поле проводника с током (в том числе и для случая тока, распределенного произвольным образом по объему или пространству) может быть найдено из закона Био — Савара — Лапласа или теоремы о циркуляции (она же — закон Ампера). В принципе, этот способ ограничивается случаем (приближением) магнитостатики - то есть случаем постоянных (если речь идет о строгой применимости) или достаточно медленно меняющихся (если речь идет о приближенном применении) магнитных и электрических полей.

В более сложных ситуациях ищется как решение уравнений Максвелла.

Магни́тная инду́кция  — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд , движущийся со скоростью .

Более конкретно,  — это такой вектор, что сила Лоренца , действующая со стороны магнитного поля^[1] на заряд , движущийся со скоростью , равна

где косым крестом обозначено векторное произведение, α — угол между векторами скорости и магнитной индукции (направление вектора перпендикулярно им обоим и направлено по правилу правой руки).

Также магнитная индукция может быть определена^[2] как отношение максимального механического момента сил, действующих на рамку с током, помещенную в однородное поле, к произведению силы тока в рамке на её площадь.

Является основной фундаментальной характеристикой магнитного поля, аналогичной вектору напряжённости электрического поля.

В системе СГС магнитная индукция поля измеряется в гауссах (Гс), в системе СИ — в теслах (Тл)

1 Тл = 10⁴ Гс

Магнитометры, применяемые для измерения магнитной индукции, называют тесламетрами.

Линии магнитной индукции - линии, касательные к которым направлены также как и вектор магнитной индукции в данной точке поля.. ЛМИ не имеют ни начала, ни конца, они всегда замкнуты. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. Модуль вактора магн. Инд. Опред отношением максим силы, действующей на участок проводника с током со стороны магнитн поля, к произвед силы тока на длину этого участка B=F_m/I∆L

Напряжённость магнитного поля, векторная физическая величина (Н), являющаяся количественной характеристикой магнитного поля. Н. м. п. не зависит от магнитных свойств среды. В вакууме Н. м. п. совпадает с магнитной индукцией В; численно Н = В в СГС системе единиц и Н = В/m₀ в Международной системе единиц (СИ), m₀ — магнитная постоянная. В среде Н. м. п. Н определяет тот вклад в магнитную индукцию В, который дают внешние источники поля: Н = В — 4pj (в системе единиц СГС), или Н = (B/m₀) — j (в СИ), где j — намагниченность среды. Если ввести относительную магнитную проницаемость среды m, то для изотропной среды Н = В/m₀m (в СИ). Единицей Н. м. п. в СИ является ампер на метр (а/м), в системе единиц СГС — эрстед (э); 1 а/м = 4p×10^-3 э @ 1,256×10^-2 э.

Н. м. п. прямолинейного проводника с током I (в СИ) Н = m₀I/2pa (а — расстояние от проводника); в центре кругового тока Н = m₀I/2R (R — радиус витка с током I); в центре соленоида на его оси Н = m₀nI (n — число витков на единицу длины соленоида). Практическое определение Н в ферромагнитных средах (в магнитных материалах) основано на том, что тангенциальная составляющая Н не изменяется при переходе из одной среды в другую. При однородной намагниченности тела напряжённость, измеренная на его поверхности, параллельной направлению намагниченности, соответствует напряжённости внутри тела. Методы измерения Н. м. п. рассмотрены в ст. Магнитные измерения, Магнитометр.

Линии магнитной индукции - линии, касательные к которым в данной точке совпадают по направлению с вектором B (направление магнитной индукции) в этой точке. Направление линии магнитной индукции связано с направлением тока в проводнике.

Направление линии магнитной индукции определяется по правилу правой руки (правило буравчика).

Если правовинтовой буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения рукоятки буравчика будет совпадать с направлением линии магнитной индукции.

Линии магнитной индукции прямого проводника с током представляют концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной току.

Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с токами. Это отличает их от линий напряженности (силовых линий) электрического поля. Замкнутость линий магнитной индукции означает то, что в природе не существует магнитных зарядов.

 СВОЙСТВА ЛИНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

имеют направление;

непрерывны;

замкнуты (т.е. магнитное поле является вихревым);

не пересекаются;

по их густоте судят о величине магнитной индукции.

Магнитное поле прямого тока характерно тем, что оно не имеет явно выраженных полюсов.