Ce este un câmp magnetic vortex

§ 104. Caracterul vortex al câmpului magnetic

progres de cercetare linii magnetice indică o diferență fundamentală între câmpul electric și magnetic. Liniile electrice au un început și un sfârșit, nu există o linie închisă la un câmp electric constant. Dimpotrivă, experiența arată că liniile de câmp magnetic (m. E. Vector cale magnetică) sunt întotdeauna închise, nu există nici o linie care are un început și un sfârșit.

Din motivele prezentate mai sus, forța și câmpul de forță în care activitatea pe calea închisă este zero, suntem chemați potențial. câmp vectorial, caracterizat prin linii de câmp închise sunt numite vortex. Câmpul magnetic este un vortex.

În cazul în care un câmp magnetic a avut loc în suprafața închisă, fluxul magnetic printr-o suprafață va fi întotdeauna zero. Cu alte cuvinte, numărul de linii incluse în această suprafață va fi egal cu numărul de linii care provin de la ea. Ecuația este o expresie matematică a faptului că liniile de câmp magnetic sunt fără început sau sfârșit.

Cuplarea liniilor de câmp magnetic creează curenți este faptul că liniile de câmp magnetic acoperă întotdeauna curenți. Prin urmare, integralele sunt luate de-a lungul liniei de forță de inducție sau puterea, sau să fie nenul. Este mai indicat să se ia în considerare a doua integrală, deoarece magnitudinea acestuia ar trebui să fie proporțională cu curentul electric, linia electrică de sex masculin; în fapt, în conformitate cu formula de bază și tensiunea dintre intensitatea curentului este o proporționalitate directă.

Prin analogie cu electrostatica numit tensiune magnetică. În cazul în care integrala este luată de-a lungul liniei de alimentare,

Tensiunea magnetică de-a lungul unei linii închise ar trebui să fie proporțională cu curentul, care este de aproximativ această linie obvorachivaetsya:

în care coeficientul de proporționalitate.

Linia de alimentare poate acoperi mai mult de un curent, și multe altele. Pentru câmpul generat suma algebrică semnificativă a curenților, iar ecuația este de forma

Mai analiză aprofundată teoretică, care nu putem locui aici, arată că ecuația scrisă supus încă două generalizări. În primul rând, puterea magnetică poate lua nu numai de-a lungul unei linii de forță, dar, de asemenea, de-a lungul unui contur arbitrar; În al doilea rând, factorul de proporționalitate în ecuația este o constantă care depinde numai de proprietățile mediului și aceeași pentru orice condiții geometrice. Astfel, tulpina magnetică luată pentru fiecare linie curbă închisă, la fel, cu excepția cazului în curba include o rezistență specifică. Forma curbei Indiferent, curba dimensiune; Curba poate acoperi una sau o duzină de curenți de curent; Acești curenți pot fi drepte, circulare - toate acestea fac nici o diferență, trage magnetic este aceeași, în cazul în care numai suma algebrică a curenților care trec prin curba va avea aceeași valoare.

Deoarece factorul de proporționalitate în formula a tensiunii magnetice este valoarea unui universal, putem găsi dacă putem calcula trage magnetic pentru orice sistem care câmpul este cunoscut.

Ne-am întâlnit cu expresia generală pentru intensitatea câmpului magnetic al curentului elementar. Calcularea tensiunii magnetice prin tensiune cu formula

Acesta prezintă dificultăți matematice. În plus, știm cu formula de intensitatea câmpului magnetic la stres magnetic axa actuală de calcul circulară de-a lungul axei circulare actuală nu prezintă dificultăți deosebite. Noi nu trebuie să confundăm faptul că integrarea are loc de-a lungul unei linii drepte, în timp ce ne interesează tensiunea magnetică de-a lungul unei curbe închise. Faptul că linia care merge de la negativ la infinit pozitiv, o curbă închisă - se închide la infinit. Expresia de tensiune magnetică luată de-a lungul unei curbe m închisă. E. De-a lungul axei circulare curentul de la infinit negativ la pozitiv

infinit, poate fi scris ca

și în care - distanța rază, marcate pe axa contur. Integral luată cu ușurință în cazul în care merge la noua variabilă, iar formula este egală cu Substituind și egalează valoarea tensiunii magnetice se obține

drept magnetic de tensiune are forma

lege magnetic de tensiune poate oferi servicii esențiale în calculul câmpurilor magnetice ale unui număr de sisteme. În cererea sa, ar trebui să ne ajute considerațiile de simetrie, și în acest sens argumentele la care ne întoarcem acum, este foarte similar cu sarcinile corespunzătoare care au fost rezolvate în electrostatica folosind legea lui Gauss - Ostrogradskii.

Luați în considerare, în primul rând, un curent drept infinit. Din considerente de simetrie, este clar că linia de LED-uri pot avea forma unui cerc al cărui centru coincide cu axa firului. De asemenea, este sigur că toate punctele de circumferința valoarea numerică a intensității este aceeași. Aplicarea unei legi de tensiune linie de câmp magnetic. obținem: Acesta nu este altceva decât lungimea liniei de alimentare. Dacă luăm în considerare punctele situate la o distanță de axa de sârmă, astfel încât câmpul magnetic al unui curent rectiliniu infinit în spațiul din afara firului, obținem:

Acum vom găsi intensitatea câmpului magnetic din interiorul firului. Notăm raza de sârmă a și presupune că curentul este distribuit de-a lungul secțiunii de sârmă este destul de uniform. Liniile electrice din interiorul firului trebuie să fie, de asemenea, sub formă de cercuri. Luați în considerare o linie de rază prin ea o parte din fluxurile actuale, prin urmare, o lege de tensiune magnetică da

sau în sistemul SI

Vedem că intensitatea câmpului magnetic la axa firului este egală cu zero, atunci crește, devine maximă pe suprafața firului și apoi descrește invers proporțional cu distanța (Fig. 115).

În cazul în care câmpul este determinat într-un punct pentru care distanța este mult mai mică decât distanța de la capătul firului, formula poate fi aplicată la dimensiunea finală de sârmă.

Exemplu. Calculați ce intensitatea câmpului magnetic la o distanță de 5 cm de axa dreaptă de alimentare curent 20 A.

Un alt exemplu de utilizare a legii vazhnsch intensitatea magnetică - este calculul câmpului electromagnetic.

Pune pe lungimea circumferențiară a spirelor bobina uniform plăgilor. Câmpul din interiorul solenoid circulare trebuie să fie uniformă, iar toate liniile electrice ar trebui să fie cercuri concentrice, cu probleme de sistem pentru teoria câmpului magnetic joacă același rol pe care condensator placa fără sfârșit în teoria câmpului electric. Fiecare linie de alimentare acoperă toate se transformă, și deci un stres magnetic, luată de-a lungul liniei de forță va fi egală în lungime

Câmpul magnetic al bobinei este determinat prin „ampere întoarceri“ t. E. Produsul curent prin numărul de spire pe unitatea de lungime a solenoidului. Acestea din urmă cu formula - cel al sistemului de înregistrare justificărilor câmp electric de ecuații. solenoid

Este unul dintre principalele elemente ale dispozitivelor electrice, simplificând astfel formulele de calcul puterea câmpului său magnetic este foarte utilă pentru scopuri practice.

Formula 1 poate fi aplicată pentru a deschide electrovalva, dar numai pentru acele puncte interne care sunt suficient de departe de margini.

Exemplu. Intensitatea câmpului magnetic în centrul cm bobine solenoid înguste și lungi vor

Sistemul GHS același sistem de calcul devine