Механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм

Поворот пробной рамки вокруг собственной оси показывает, что на рамку с током в магнитном поле действует крутящийся момент M магнитных сил. Величина этого момента зависит от свойств магнитного поля, величины тока I в пробной рамке, ее площади S и совершенно не зависит от формы контура рамки. Опыты с различными пробными токами показывают, что отношение M IS KP для одной и той же точки поля имеет постоянное значение независимо от величины произведения IS , т.е. независимо от параметров свойств рамки. Следовательно, это отношение характеризует действие магнитного поля на ток и используется в физике в качестве силовой характеристики поля. Физическую величину, пропорциональную этому отношению, называют индукцией магнитного поля и обозначают буквой B : B k M IS KP  . Магнитная индукция  B является векторной величиной. Его положительное направление определяется относительно устойчивого положения пробной рамки в магнитном поле, т.е. совпадает с направлением положительной нормали  n . Это направление принято за положительное направление магнитного поля в данной точке или за положительное направление вектора магнитной индукции  B . Поле вектора  B можно представить наглядно с помощью линий магнитной индукции. Густота линий выбирается так, чтобы количество линий, пронизывающих перпендикулярную поверхность единицы площади, было равно численному значению вектора  B . Основное отличие магнитного поля от электростатического поля в том, что оно не потенциальное. Силовые линии магнитного поля всегда замкнуты. Они нигде не начинаются и нигде не оканчиваются, так как в природе не существует магнитных зарядов, подобно электрическим. Поле такого типа называется вихревым или соленоидальным. Вернемся к рис. 2.1. Здесь ток в проводнике I может воздействовать на пробный ток i только посредством созданного им магнитного поля, или, как мы еще говорим, путем изменения свойств окружающего их пространства. Под словом "пространство" в физике понимают любую вещественную среду, обладающую вполне определенными размерами и реальными физическими свойствами. Следовательно, наш рассматриваемый случай (рис. 2.1), по существу, это взаимодействие двух постоянных токов. Это взаимодействие возникает благодаря изменению магнитных свойств. Индукция магнитного поля  B зависит от свойств намагничивающейся среды. Поэтому для характеристики магнитного поля, создаваемого источником при отсутствии намагничивающихся сред, т.е. в вакууме, вводится вектор напряженности магнитного поля  H . Во всех случаях, за исключением ферромагнитных веществ, между  H и  B имеется простая линейная зависимость:   B H   0 , где   0 7 4 10    (Дж/ A 2 м) - универсальная постоянная, так называемая магнитная проницаемость вакуума, а  - коэффициент, характеризующий среду, - относительная магнитная проницаемость среды, показывающая во сколько раз значение  B в данной среде отличается от ее значения в вакууме. ЗАКОН БИО-САВАРА-ЛАПЛАСА