Магнитная индукция

Разные магниты создают разные по силе магнитные поля.

 Магнитное поле характеризуется физической величиной — индукцией магнитного поля (магнитной индукцией), которая обозначается B→.

Расположим прямолинейный проводник AB в магнитном поле так, как изображено на иллюстрации 1, тогда силу F, воздействующую на него, можно измерить посредством гирек. В ходе этого опыта было выявлено, что сила зависит непосредственно от магнитного поля, длины проводника l и силы тока I в нём.

Но отношение FIl не изменяется и обусловлено лишь магнитным полем. В связи с этим данная величина принята за модуль вектора магнитной индукции и описывает магнитное поле количественно: B=FIl.

Данная формула применяется для вычисления индукции однородного магнитного поля.

В системе СИ единицей измерения магнитной индукции служит 1 Тл (тесла), название которой дано в честь учёного (Никола Тесла — югославский электротехник).

Взаимосвязь единиц измерения: 1 Тл =1 НА⋅м.

Обрати внимание!

1 Тл — магнитная индукция однородного поля, действующего с силой 1 Н на проводник, в котором 

Линии магнитной индукции — так наиболее точно можно назвать магнитные линии, служащие наглядной иллюстрацией магнитных полей.

Векторы магнитной индукции в какой угодно точке поля будут соответствовать касательным к линиям магнитной индукции.

Рисунок 1. Вектор магнитной индукции прямого проводника с током

Сравнивая векторы магнитной индукции (по направлению и модулю) в различных точках магнитных полей, увидим, что они будут идентичны в однородном и иметь различия в неоднородном магнитных полях.

Рисунок 2. Вектор магнитной индукции однородного поля

В том случае, когда индукция магнитного поля в каждой его точке одна и та же, оно называется однородным магнитным полем. При невыполнении данного условия поле именуется неоднородным.

Рисунок 3. Вектор магнитной индукции неоднородного поля

Обрати внимание!

Сила, действующая со стороны магнитного поля на перемещающиеся заряды либо небольшие магнитные стрелки, увеличивается с возрастанием абсолютной величины вектора магнитной индукции в конкретной точке. течёт ток силой 1 А и имеет длину 1 м.

 однородном магнитном поле расположим проволочный контур.

Физическая величина, соответствующая количеству линий магнитной индукции B, проходящих сквозь контур площадью S, по которой делают вывод о силе магнитного поля, имеет название магнитный поток Φ.

 Сравним магнитные потоки на иллюстрациях.

1. Φ2 (б) > Φ1 (а), так как B2 > B1.
Большему модулю вектора магнитной индукции соответствует больший магнитный поток.

2. Φ′ (в) > Φ1 (а), так как S′ >S.
С увеличением площади контура возрастает магнитный поток.

3. Магнитный поток достигает максимальной величины, если угол между плоскостью контура и линиями магнитной индукции составляет 90°. Если контур поворачивать вокруг оси OO′, то магнитный поток, который пронизывает его, постепенно сокращаясь, достигнет нуля в случае параллельности плоскости контура и линий магнитной индукции (рисунок г).

Обрати внимание!

Площадь контура, модуль вектора магнитной индукции, их взаимное расположение обуславливают численное значение магнитного потока, проходящего через контур.

При условии перпендикулярности плоскости контура и вектора магнитной индукции магнитный поток вычисляется по формуле: Φ=BS.

Обрати внимание!

Магнитный поток, который пронизывает площадь 1 м², ограниченную контуром, установленным в однородном поле с индукцией 1 Тл перпендикулярно вектору магнитной индукции, принимают за единицу измерения 1 Вб (вебер).