Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem

Poruszający się ładunek elektryczny, a zatem prąd elektryczny, jest źródłem pola magnetycznego. Jak wygląda to pole? Wiele zależy od kształtu przewodnika z prądem.

Przewodnik prostoliniowy

Nieskończenie długi przewodnik liniowy z prądem generuje pole magnetyczne, którego linie układają się na płaszczyźnie prostopadłej do tego przewodnika w okręgi o wspólnym środku.

Ilustruje to poniższy rysunek.

Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem

Zwrot tych linii można określić na podstawie reguły prawej dłoni lub reguły śruby prawoskrętnej.

Reguła prawej dłoni

Gdy prawą dłonią chwycimy przewodnik z prądem tak, aby kciuk wskazywał kierunek i zwrot prądu, to pozostałe palce wskażą zwrot linii pola magnetycznego, wytworzonego przez ten przewodnik.

Indukcja magnetyczna pola wytworzonego przez przewodnik prostoliniowy z prądem

Wartość indukcji pola magnetycznego, wytworzonego przez nieskończenie długi, prostoliniowy przewodnik z prądem jest równa:

$B=\frac{\mu_0I}{2\pi r}$

gdzie:

B - wartość indukcji magnetycznej,
I - natężenie prądu,
µ₀ - przenikalność magnetyczna próżni,
r - odległość od przewodnika.

Przewodnik kołowy

Linie pola magnetycznego wokół przewodnika kołowego z prądem elektrycznym układają się w taki sposób, jaki jest pokazany na rysunku.

Tu też można zastosować regułę prawej dłoni, tym razem palce wskazują kierunek prądu, a kciuk, zwrot linii sił pola magnetycznego.

Indukcja magnetyczna pola wytworzonego przez przewodnik kołowy z prądem

Wartość indukcji pola magnetycznego, wytworzonego przez kołowy przewodnik z prądem w środku tego przewodnika jest równa:

gdzie:

B - wartość indukcji magnetycznej,
I - natężenie prądu,
µ₀ - przenikalność magnetyczna próżni,
r - promień przewodnika

Przewodnik kołowy jest zatem jednym z najprostszych dipoli magnetycznych.

Solenoid

Solenoid - jest to przewodnik złożony ze zwojów, zazwyczaj nawiniętych na powierzchnię walca, pierścienia, tworzących spiralę, bez magnetycznego rdzenia.

Solenoid z rdzeniem magnetycznym to cewka lub zwojnica.

Gdy przez solenoid popłynie prąd elektryczny, na jego końcach zostaną wytworzone bieguny magnetyczne. Do określenia biegunów magnetycznych możemy zastosować regułę prawej dłoni (cztery palce wskazują kierunek prądu w solenoidzie, a kciuk, zwrot i kierunek linii sił pola magnetycznego wewnątrz solenoidu).

Linie pola elektrycznego wewnątrz bardzo długiego solenoidu są równoległe, a samo pole jednorodne, co jest dość istotne dla wielu rozważań naukowych i zastosowań technicznych.

Indukcja magnetyczna pola wytworzonego przez solenoid

Wartość indukcji pola magnetycznego wewnątrz bardzo długiego solenoidu z gęsto nawiniętymi zwojami, przez który płynie prąd elektryczny jest równa:

gdzie:

B - wartość indukcji magnetycznej,
I - natężenie prądu,
µ₀ - przenikalność magnetyczna próżni,
l - długość solenoidu,
n - liczba zwojów,
N - liczba zwojów na jednostkę długości.

Jak zbudować prosty magnes?

Wystarczy gwóźdź, przewód i bateria. Przewód nawijamy na gwoźdź, podłączamy do biegunów baterii i magnes gotowy!

Indukcja magnetyczna

Indukcja magnetyczna albo indukcja pola magnetycznego jest to wektorowa wielkość fizyczna, charakteryzująca to pole w taki sposób, że na ładunek próbny q0, który porusza się w tym polu z niezerową prędkością działa siła (nazywana siłą Lorentza).

Pole magnetyczne

Pole magnetyczne jest to własność przestrzeni, która polega na tym, że na umieszczone w nim magnesy działają siły.