Магнитное поле электрического тока

Как уже указывалось (п. 11.1), в пространстве, окружающем электрические токи, возникает магнитное поле. Опыт показывает, а теоретические расчеты подтверждают, что направление и модуль вектора магнитной индукции зависят от геометрической формы и размеров проводника, силы тока в проводнике, магнитных свойств среды и расположения точки, в которой исследуется магнитное поле, по отношению к проводнику с током.

Для магнитного поля, как и для электрического, справедлив принцип суперпозиции: магнитная индукция результирующего поля, образованного несколькими токами, равна векторной сумме магнитных индукций полей, которые создаются каждым током в отдельности:

Если магнитное поле создается проводником с током в вакууме и вектор магнитной индукции в данной точке равен В0, то тот же проводник в этой же точке в однородной изотропной среде создает магнитное поле с индукцией В:

где р — относительная магнитная проницаемость среды. Она показывает, во сколько раз при заданном распределении макротоков магнитная индукция в рассматриваемой точке однородной изотропной среды больше (или меньше), чем в вакууме.

Магнитное поле прямого тока

Прямой ток — ток, текущий по тонкому прямому проводнику бесконечной длины (сила тока в проводнике I), — создает в однородной изотропной среде на расстоянии R от оси проводника магнитное поле с индукцией В, по модулю равной

где р0 — магнитная постоянная (р0 -4п10~7 Гн/м), р — относительная магнитная проницаемость среды. Направление вектора В определяется правилом правого винта.

Направление вращения головки винта совпадает с направлением вектора В , если поступательное движение винта соответствует направлению тока в проводнике.

Магнитное поле соленоида

Рассмотрим бесконечно длинный соленоид — такой, длина I которого во много раз больше, чем диаметр его витков. Внутри соленоида вдали от его концов поле однородно (см. рис. 271), а вне соленоида — подобно магнитному полю полосового магнита (сравни рис. 275 и рис. 272). Если число витков соленоида N и по нему течет ток I, то модуль магнитной индукции поля внутри соленоида

где р — магнитная проницаемость сердечника.

Магнитное поле тороида

Для практики важное значение имеет магнитное поле тороида — кольцевой катушки, витки которой намотаны на

Рис. 275

Рис. 276

сердечник, имеющий форму тора (рис. 276). Как показывает опыт, магнитное поле сосредоточено внутри тороида (между витками тороида), а вне тороида поле отсутствует.

Линии магнитной индукции в данном случае, как следует из соображений симметрии, есть окружности, центры которых расположены по оси тороида. Если число витков тороида N, а по нему течет ток I, то модуль магнитной индукции внутри тороида (в вакууме )

где г — расстояние от оси тороида до его середины.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >