Magnētiskais lauks

Vikipēdijas lapa
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt

Fizikā magnētiskais lauks ir lauks, ko ap sevi rada jebkurš patstāvīgais magnēts, elektromagnēts, kā arī kustībā esošas lādētas daļiņas. To rada arī jebkurš vads, pa kuru plūst strāva. Magnētiskais lauks ar spēku iedarbojas uz citiem magnētiem, kustībā esošiem lādiņiem un vadiem pa kuriem plūst strāva.

Magnētisko lauku raksturo magnētiskā indukcija \vec{B}. Magnētiskā lauka ietekmē uz ikvienu lādiņu darbojas spēks, ko sauc par Lorenca spēku.

Magnētiskā lauka indukcijas līnijas[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Electromagnetism.svg

Magnētisko lauku uzskatāmi attēlo ar magnētiskās indukcijas līnijām, kuru pieskares vektori ir indukcijas vektori \vec{B}.

Strāvas magnētiskā lauka indukcijas līnijas vienmēr ir noslēgtas līnijas. Taisnam strāvas vadam indukcijas līnijas ir koncentriskas riņķa līnijas, kuras aptver strāvas vadu.

Labās vītnes skrūves likums[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Pēc labās vītnes skrūves likuma nosaka magnētiskās indukcijas vektora \vec{B} \ un indukcijas līniju virzienu. Ja, griežot skrūvi, tā pārvietojas strāvas plūšanas virzienā, tad indukcijas līnijas ir orientētas skrūves griešanās virzienā.

Labās rokas likums[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Arī pēc labās rokas likuma var noteikt indukcijas līniju virzienu. Ar labās rokas plaukstu aptver vadu tā, lai atliektais īkšķis būtu orientēts strāvas plūšanas virzienā, tad četru pārējo pirkstu orientācija norāda indukcijas līniju virzienu.

Magnēts[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Magnētiskās indukcijas līnijas parādītas ar dzelzs skaidiņu palīdzību

Arī ap magnētu pastāv magnētiskais lauks. Magnēta magnētiskā lauka indukcijas līnijas iziet no tā ziemeļpola N \ un saiet dienvidpolā S \ , noslēdzoties magnēta iekšienē.

Magnētiskā lauka indukcija[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Taisna strāvas vada magnētiskā indukcija[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Strāvas magnētiskā lauka indukciju aprēķina pēc Bio-Savāra-Laplasa likuma.

Skalārā forma[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Ja strāva I \, plūst pa bezgalīgi garu, taisnu un tievu vadu, tad strāvas magnētiskais lauks B \ attālumā r \ no vada pēc Bio-Savāra-Laplasa likuma ir

B = k_M \frac{I}{r} \
kur
k_M \ - koeficients (2×10-7 H/m)
I \ - strāvas stiprums (A)
Magnētiskā konstante[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]
Magnetiskais lauks.JPG

Koeficients k_M \ ir izsakāms šadi:

k_M = \frac{\mu_0}{2\pi} \
kur
\mu_0 \ - magnētiskā konstante (=1,256637×10-6 H/m)
\pi \ = 3,1415926...

Ievērojot to, taisna strāvas vada magnētiskā lauka indukciju B \ aprēķina pēc formulas

B = \mu_0 \frac{I}{2\pi r} \

Vektoriālā forma[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

\vec{B} = \mu_0 \frac{I}{2\pi r} \vec{\tau} \
kur
\vec{\tau} \ - pieskares vektors.

Lorenca spēks[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

\vec{B} = \frac{1}{q v_T^2} \vec{F}_L \times \vec{v}_T \
kur
q \ - lādiņš, uz kuru darbojas Lorenca spēks (C);
\vec{v}_T \ - magnētiskajai indukcijai perpendikulārā ātruma komponente;
\vec{F}_L \ - Lorenca spēka vektors (N);

Galvenais raksts: Lorenca spēks

Magnētiskās indukcijas cirkulācija[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Magnētiskās indukcijas cirkulāciju fizikā apzīmē ar \oint_l \vec{B} \mathrm{d}\vec{r} \ .

\oint_l \vec{B} \mathrm{d}\vec{r} = \mu_0 (I + I_D) \
kur
\mu_0 \ - magnētiskā konstante (1,256637×10-6 H/m)
I \ - strāvas stiprums vadā, ap kuru ir apvilkts kontūrs l \ (A)
I_D \ - nobīdes strāva (A)

Ja elektriskais lauks laikā nemainās, tad:

\oint_l \vec{B} \mathrm{d}\vec{r} = \mu_0 I \ .

Galvenais raksts: Magnētiskās indukcijas cirkulācija

Magnētiskās indukcijas plūsma[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Magnētiskās indukcijas plūsmu fizikā apzīmē ar \Phi \ .

Magnētiskās indukcijas plūsma \Phi \ caur jebkuru patvaļīgu, slēgtu, viensakarīgu virsmu S \ vienmēr ir vienāda ar nulli:

\Phi = \oint_S \vec{B} \mathrm{d}\vec{S} = 0 \ .

Šis integrālais vienādojums ir Gausa teorēmai analoģiska izteiksme magnētiskajam laukam. Tas nozīmē, ka magnētiskās indukcijas līnijas, būdamas noslēgtas, virsmas S \ ierobežotajā tilpumā nesākas un nebeidzas; tās tikai šķērso to.

Galvenais raksts: Magnētiskās indukcijas plūsma

Elektromagnētiskās indukcijas likums[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Elektromagnētiskās indukcijas likums ir

\epsilon_i = \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \
kur
\epsilon_i \ ir indukcijas elektrodzinējspēks, kuru rada mainīga magnētiskā plūsma V)
\Delta \Phi \ ir magnētiskās plūsmas izmaiņa (Wb)
\Delta t \ ir laiks, kurā notiek magnētiskās plūsmas izmaiņa (s)

Vairāk par elektromagnētiskās indukcijas likumu skatīt šeit

Superpozīcijas princips[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Magnētiskajam laukam, tāpat kā elektriskajam laukam \vec{E}, ir spēkā superpozīcijas princips, tas ir, vairāku strāvu radītais magnētiskais lauks katrā telpas punktā ir atsevišķo strāvu magnētisko lauku summa:

\vec{B} = \vec{B}_1 + \vec{B}_2 + ... + \vec{B}_n.

Skatīt arī[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]