Параграф 56 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Индукция магнитного поля

Магнитное поле разных магнитов может сильно отличаться по своей силе и влиянию на окружающие предметы (рис. 154). Один магнит может создавать более сильное поле, чем другой, что зависит от его материала и размеров. Чтобы охарактеризовать силу магнитного поля, вводится величина под названием магнитная индукция, которая описывает интенсивность магнитного действия в каждой точке поля. Магнитную индукцию обозначают символом B и измеряют в теслах (Тл). Она показывает, насколько сильное воздействие оказывает магнитное поле на заряженные частицы или проводники с током. Чем больше значение B, тем сильнее магнитное поле, и тем больше силовое воздействие на проводники.

Сила Ампера и индукция магнитного поля

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, зависит от магнитной индукции и длины проводника. Эта сила называется силой Ампера и рассчитывается по формуле: F=BIl, где B — магнитная индукция, I — сила тока, а l — длина проводника, находящегося в магнитном поле (рис. 155). Если увеличить любую из этих величин, сила Ампера возрастает, что приводит к более сильному воздействию на проводник. Это явление используется в устройствах, таких как электрические двигатели и генераторы, где взаимодействие магнитного поля и тока приводит к созданию движущей силы. Важно отметить, что направление силы зависит от взаимного расположения тока и линий магнитного поля.

Формула и единицы измерения магнитной индукции

Магнитную индукцию измеряют в теслах (Тл), в честь ученого Никола Тесла, который внес значительный вклад в изучение электромагнитных явлений. 1 Тл равен силе, с которой магнитное поле действует на единичный ток, текущий по проводнику длиной 1 метр (рис. 156). Для определения магнитной индукции в сложных системах используется отношение максимальной силы F к произведению тока и длины проводника: B=Fmax/I⋅l. Эта формула помогает определить магнитную индукцию в любой точке поля, зная силу воздействия поля на проводник. Значение индукции указывает на способность магнитного поля воздействовать на ток и заряженные частицы.

Магнитные линии и их характеристики

Магнитные линии показывают направление и форму магнитного поля в пространстве (рис. 157). В каждой точке поля вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитной линии. Линии магнитного поля всегда замкнуты и не пересекаются. В однородном магнитном поле линии расположены параллельно друг другу и на одинаковом расстоянии, что говорит о равномерности поля. В неоднородном поле линии сгущаются в областях с более сильным полем и разрежены в областях с более слабым полем. Чем больше плотность магнитных линий, тем выше индукция и тем сильнее магнитное поле в данной области.

Однородные и неоднородные магнитные поля

Однородное магнитное поле возникает, когда магнитная индукция одинакова во всех точках области (рис. 158). Примером такого поля может служить магнитное поле внутри длинного соленоида, где магнитные линии идут параллельно и равномерно распределены. Неоднородное поле имеет различную магнитную индукцию в разных точках, что приводит к искривлению и изменению направления линий. Такое поле возникает у обычных магнитов или катушек с током без сердечника. Понимание различий между однородными и неоднородными полями важно при проектировании магнитных систем и устройств, таких как электромагниты и магнитные сепараторы.