62803 skanuj0033 (141)

Linie pola magnetycznego

■ Pole magnetyczne. Badając poruszające się ładunki elektryczne stwierdzono, że obok siły kulombowskiej pojawia się jeszcze inna siła oddziaływania. Siła ta jest tą samą siłą, jaką wcześniej wykryto w magnesach trwałych badając wytworzone przez nie pole magnetyczne. Tak więc pole magnetyczne jest wytwarzane zarówno przez ciała namagnesowane jak i przez ruchome ładunki oraz prądy będące strumieniem poruszających się ładunków. Pole magnetyczne, w odróżnieniu od pola elektrycznego, nie działa na ładunek znajdujący się w spoczynku. Siła pojawia się wtedy, gdy ładunek porusza się.

■ Linie pola magnetycznego są geometrycznym obrazem pola magnetycznego. Konfigurację pola magnetycznego można badać za pomocą opiłek żelaznych, będących

jak gdyby miniaturowymi igiełkami magnetycznymi. W j \ ten sposób można sprawdzić,

- że w odróżnieniu od linii pola

elektrycznego, które zaczynają się i kończą na swobodnych ładunkach, linie pola magnetycznego są zamknięte i zawsze obejmują prądy elektryczne. Gdy np. umieścimy igłę magnetyczną nad przewodnikiem (doświadczenie Oersteda), to po włączeniu prądu igła ustawia się prostopadle do drutu. Zmiana kierunku prądu powoduje, że igła obraca się o 180°.

■ Bieguny magnetyczne. W polu magnetycznym wytworzonym przez magnesy stałe wyróżniamy punkty maksymalnego zagęszczenia linii pola zwane biegunami. Nazwy biegunów wiążą się z polem magnetycznym Ziemi. Biegun igiełki magnetycznej, który wskazuje na północ, nosi nazwę północnego (N), wskazujący na południe - południowego (S). Przyjęto, że na zewnątrz magnesu linie pola mają kierunek od bieguna północnego do południowego, wewnątrz odwrotnie (patrz rysunek po prawej stronie).

■ Indukcja magnetyczna. Pole magnetyczne ma charakter wektorowy i jest

—^

charakteryzowane wielkością wektorową B nazwaną indukcją magnetyczną. Wektor indukcji magnetycznej jest styczny do linii pola magnetycznego. Jego wartość jest

proporcjonalna do gęstości linii pola magnetycznego. Jednostką indukcji magnetycznej

—^

jest tesla (T). Logiczniej byłoby przez analogię do pola elektrycznego, nazwać B natężeniem pola magnetycznego. Jednak zgodnie z tradycją historyczną podstawową

wielkość charakteryzującą pole magnetyczne nazywa się indukcją magnetyczną. Nazwę

—y —>

natężenie pola magnetycznego przypisuje się wielkości H, analogicznej do wielkości D,

charakteryzującej pole elektryczne.

■ Zasada superpozycji pól. Dla pola magnetycznego, podobnie jak dla pola

—►

elektrycznego, spełniona jest zasada superpozycji: pole B wytwarzane przez kilka

—^

poruszających się ładunków (prądów) równe jest wektorowej sumie pól B,

—>

wytwarzanych przez każdy ładunek (prąd) z osobna: B = z, B

Pole magnetyczne

43. Linie pola magnetycznego

43.1 Pole magnetyczne przewodu z prądem

wektor indukcji magnetycznej

linie pola magnetycznego (linie indukcji magnetycznej) przewodu prostego z prądem - układ koncentrycznych okręgów

kierunek ruchu obrotowego śruby odpowiada kierunkowi linii pola

kierunek linii pola

magnetycznego określa •--

reguła śruby prawoskrętnej (wkręcamy śrubę w kierunku zgodnym z prądem w przewodniku)

43.2 Pole magnetyczne solenoidu

biegun południowy jest w tym końcu solenoidu, w którym prąd płynie zgodnie z ruchem wskazówek zegara (jeśli patrzymy z zewnątrz), i

biegun północny - prąd płynie w kierunku przeciwnym do ruchu

43.3 Pole magnetyczne magnesu stałego

na zewnątrz magnesu linie pola magnetycznego mają kierunek od bieguna północnego do południowego, wewnątrz odwrotnie