Понятие вектора индукции магнитного поля.

Силовой характеристикой магнитного поля в каждой его точке является векторная величина B→,называемая вектором магнитной индукции поля.

За направление вектора магнитной индукции B→ принимается то, в котором устанавливается свободная (воображаемая) магнитная стрелка, или нормаль к витку с током.

Вектор индукции магнитного поля B→ направлен от южного полюса S стрелки (свободно вращающейся в магнитном поле) к северному N.

Модуль магнитной индукции определяется как отношение максимальной силы Fmax, с которой магнитное поле действует на проводник единичной длины (L=1 м), к силе тока I в проводнике: B=Fmax / I⋅L.

В СИ единицей индукции магнитного поля является 1 Тесла (Тл): [B]= Тл= H / Ам Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами (токами). Для определения направления вектора индукции магнитного поля в проводнике с током применяют правило буравчика, или правило правой руки:

· для прямого проводника с током правило правой руки имеет следующий вид: большой палец правой руки, отставленный на 90 градусов, направляем по току I, тогда четыре согнутых пальца, обхватывающих проводник, укажут направление вектора индукции магнитного поля B→;

· для витка (катушки) с током правило правой руки имеет следующий вид: четыре согнутых пальца правой руки, обхватывающих виток (катушку), направляем по току I, тогда большой палец, отставленный на 90 градусов, укажет направление вектора индукции магнитного поля B→ в центре витка.

Закон Ампера устанавливает, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля:

F = B I l sinα,

где α — угол между векторами магнитной индукции и тока,
B — индукция магнитного поля,
I — сила тока в проводнике,
l — длина проводника.

Эта формула закона Ампера оказывается справедливой для прямолинейного проводника и однородного поля.
Если проводник имеет произвольную формулу и поле неоднородно, то Закон Ампера принимает вид:

dF = I B dl sinα,

где dF — сила, с которой магнитное поле действует на бесконечно малый проводник с током I,
dl — элемент длины проводника.

Размерность:
[dF] = Н
[I] = A,
[B] = Н / (А · м),
[l] = м.

Направление силы dF определяется по правилу вычисления векторного произведения, которое удобно запомнить при помощи правила правой руки.
Сила dF максимальна, когда элемент проводника с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции (α = 90, sinα = 1):

dF_max = I B dl