Co je indukce magnetického pole?

Co je indukce magnetického pole? Chcete-li odpovědět na tuto otázku, připomeňme základy elektrodynamiky. Jak je známo, pevný nosič náboje q, umístěný v elektrickém poli, je předpjatý silou F. Čím větší je hodnota náboje (bez ohledu na jeho vlastnosti), tím silnější je. Toto je napětí - jedna z vlastností pole. Pokud ji označujeme jako E, dostaneme:

E = F / q

Na druhé straně magnetické pole ovlivňují mobilní magnetické pole. V tomto případě však síla závisí nejen na velikosti elektrický náboj, ale také na vektoru směru pohybu (nebo přesněji na rychlost).

Jak můžete studovat konfiguraci magnetické pole? Tento úkol úspěšně řešili známí vědci - Amper a Oersted. Umístili do pole vodivý obvod s elektrickým proudem a studovali intenzitu expozice. Ukázalo se, že výsledek byl ovlivněn orientací obrysu ve vesmíru, což naznačovalo přítomnost směrového vektoru momentu síly. Indukce magnetického pole (měřená v Tesle) je vyjádřena poměrem zmíněného momentu síly k produktu oblasti vodiče obrysu a tekoucí elektrický proud. Ve skutečnosti charakterizuje samotné pole, které je v tomto případě nezbytné. Vyjádříme to všechno prostřednictvím jednoduchého vzorce:

B = M / (S * I);

kde M je maximální hodnota momentu síly, závisí na orientaci obrysu v magnetickém poli - S je celková plocha obvodu - I je hodnota proudu ve vodiči.

Protože indukce magnetického pole je vektorové množství, pak je nutné najít jeho orientaci. Nejvíce grafické znázornění je dáno obyčejným kompasem, jehož šipka vždy ukazuje na severní pól. Indukce zemského magnetického pole ji orientuje podle magnetických silových sil. Totéž se stává, když je kompas umístěn v blízkosti vodiče, kterým protéká proud.

Při popisu obrysu musíme představit koncept magnetického momentu. To je vektor, který je číselně rovnocenný s produktem S od I. Jeho směr je kolmý k podmíněné rovině samotného obvodu proudu. Můžete určit podle známého pravidla pravého šroubu (nebo gimlet, což je totéž). Indukce magnetického pole ve vektorové reprezentaci se shoduje se směrem magnetického momentu.

Proto je možné odvodit vzorec pro sílu působící na obrys (všechna vektorová množství!):

M = B * m;

kde M je celkový vektor momentu síly - B je magnetická indukce - m je hodnota magnetický moment.

Neméně zajímavé je indukce magnetického pole solenoidu. Jedná se o válec s navinutým drátem, kterým protéká elektrický proud. Jedná se o jeden z nejvíce používaných prvků v elektrotechnice. V každodenním životě se solenoidy, každý člověk čelí neustále, aniž by o tom věděli. Takže, současné magnetické pole uvnitř válce je zcela homogenní a jeho vektor je směrován koaxiálně s válcem. Ale mimo tělo válce neexistuje žádný magnetický indukční vektor (rovný nule). To platí ovšem pouze u ideálního solenoidu s nekonečnou délkou. V praxi se nicméně omezuje na vlastní úpravy. Nejprve se indukční vektor nikdy nerovná na nulu (pole je registrováno kolem válce) a vnitřní konfigurace také ztrácí svou homogenitu. Proč tedy potřebujeme "ideální model"? Je to velmi jednoduché! Je-li průměr válce menší než délka (zpravidla to je), pak ve středu solenoidu se indukční vektor prakticky shoduje s touto charakteristikou ideálního modelu. Pokud známe průměr a délku válce, je možné vypočítat rozdíl mezi indukcí konečného solenoidu a jeho ideálním (nekonečným) kolegou. Obvykle se vyjadřuje v procentech.