Постановка вопроса такова. Есть заряд , движущийся со скоростью . Он создает магнитное поле (рис.3.3). Необходимо найти его величину в точке А. Экспериментально было установлено, что:
, (3.12)
где постоянная зависит от системы единиц. Если , то:
- (3.13)
закон Био-Савара-Лапласа. В законе - элемент длины проводника с током; - радиус-вектор точки, в которой измеряется магнитное поле .
По принципу суперпозиции:
. (3.14)
Заметим, что этот закон является своеобразным двойником закона Кулона в электростатике: напряженность поля обратно пропорциональна квадрату расстояния до точки наблюдения.
Примеры.
1. Определить магнитное поле проводника, по которому течет ток величины (прямого тока) в точке, удаленной на расстояние от него (рис.3.4). Воспользуемся (3.13), где угол:
.
Вектор направлен“от нас” в точке измерения.
. (3.15)
Так как ; ; , то:
. (3.16)
Силовые линии представляют собой окружности (направление определяется по правилу буравчика).
2. Определить величину магнитной индукции на оси витка с током в форме окружности радиуса . По витку течет ток (рис.3.5).
|
|
По (3.13) векторы
направлены в точке оси z вдоль образующих конуса. Нормальные компоненты вектора ‑ его проекции на направление, перпендикулярное оси z ‑ при суммировании взаимно скомпесируются, останутся лишь тангенциальные компоненты (проекции на осьz):
;
. (3.17)
В центре витка:
. (3.18)