В предыдущем параграфе было выяснено, что действие магнитного поля на плоский контур с током определяется магнитным моментом контура
, равным произведению силы тока
в контуре на площадь контура
(см. формулу (118.1)).
Единицей магнитного момента является ампер-метр в квадрате (
). Чтобы дать представление об этой единице, укажем, что при силе тока 1 А магнитным моментом, равным 1
, обладает круговой контур радиуса 0,564 м (
) либо квадратный контур со стороной квадрата, равной 1 м. При силе тока 10 А магнитным моментом 1
обладает круговой контур радиуса 0,178 м (
) и т. д.
Электрон, движущийся с большой скоростью по круговой орбите, эквивалентен круговому току, сила которого равна произведению заряда электрона
на частоту
вращения электрона по орбите:
. Если радиус орбиты равен
, а скорость электрона –
, то
и, следовательно,
. Магнитный момент, соответствующий этому току,
.
Магнитный момент является векторной величиной, направленной по нормали к контуру. Из двух возможных направлений нормали выбирается то, которое связано с направлением тока в контуре правилом правого винта (рис. 211). Вращение винта с правой нарезкой в направлении, совпадающем с направлением тока в контуре, вызывает продольное перемещение винта в направлении
. Выбранная таким образом нормаль называется положительной. Направление вектора
принимается совпадающим с направлением положительной нормали
.
Рис. 211. Вращение головки винта в направлении тока
вызывает перемещение винта в направлении вектора
Теперь мы можем уточнить определение направления магнитной индукции
. За направление магнитной индукции
принимается направление, в котором устанавливается под действием поля положительная нормаль к контуру с током, т. е. направление, в котором устанавливается вектор
.
Единица магнитной индукции в СИ называется тесла (Тл) в честь сербского ученого Николы Теслы (1856-1943). Один тесла равен магнитной индукции однородного магнитного поля, в котором на плоский контур с током, имеющий магнитный момент один ампер-метр в квадрате, действует максимальный вращающий момент, равный одному ньютон-метру.
Из формулы (118.2) следует, что
.
119.1.
Круговой контур радиуса 5 см, по которому течет ток силы 0,01 А, испытывает в однородном магнитном поле максимальный вращающий момент, равный
Н×м. Какова магнитная индукция этого поля?
119.2. Какой вращающий момент действует на тот же контур, если нормаль к контуру образует с направлением поля угол 30°?
119.3.
Найдите магнитный момент тока, создаваемого электроном, движущимся по круговой орбите радиуса
м со скоростью
м/с. Заряд электрона равен
Кл.
Комментарии: (0)