毕奥萨伐尔定律

更新时间:2023-04-17 22:16:17 阅读: 评论:0


2023年4月17日发(作者:谢刚)毕奥萨伐尔定律
定义
在静磁学中,毕奥-萨伐尔定律 [1] (英文:Biot-虾皮的做法 Savart
Law)描述电流元在空间任意点P处所激发的磁场。
定律文字描述:电流元Idl 在空间某点P处产生的磁感应强度
dB 的大小与电流元Idl 的大小成正比,与电流元Idl 所在处到 P
点的位置矢量和电流元Idl 之间的夹角的正弦成正比, 而与电流元
Idl P点的距离的平方成反比。
该定律在静磁近似中是有效的,并且与Ampre的电路规律和
磁性高斯定律一致,以Jean-Baptiste BiotFlixSavart命名。
背景
毕奥-萨伐尔定律是由H.C.奥斯特实验(见电流磁效应)引起的,
这个实验表明,长直载流导线对磁极的作用力是横向力。为了揭示电
流对五十度灰无删减版 磁极作用力的普遍定量规律,皮卡丘怎么画才可爱 J.B.毕奥和F.萨伐尔认为电流元对
磁极的作用力也应垂直于电流元与磁极构成的平面,即也是横向力。
他们通过长直和弯折载流导线对磁极作用力的实验,得出了作用力与
距离和弯折角的关系。P.离别的诗句 S.M.拉普拉斯的帮助下,经过适当的分析,
得到了电流元对磁极作用力的规律。根据近距作用观点,它被理解为
电流元产生磁场的规律。
具体内容
真空中,稳恒电流元矢量Idl在空间一点P所引起的磁感应强
dB

(1)
式中dl为载流导线上的线元,dl沿着其中电流的方向,r为电
流元到P点的矢径,0=410-7H/m(亨利/米)是真空磁导
率。磁感应强度B的大小dB
(2)
式中友谊作文600字 为电流元矢量Idl和矢径r间的夹角。若I的单位为安
培,dlr的单位为米,则dB的单位为特斯拉。dB的方向垂直于
电流元和矢径的平英国黑帮 面,其指向由右手定则决定,当右手四指由Idl
经小于之角转向r时,伸直大拇指的指向就是dB的方向,如图
所示。


整个稳恒电流回路LP点引起的磁感应强度B等于其中各个
电流元所引起的磁感应强度dB的矢量叠加,即
(3)
(1)、式(2)是毕奥-萨伐尔定律的微分形式,式(3)是该定律
的积分形式。这个定律是讨论稳恒电流的磁场性质和计算其磁场分
布的基础。
当回路周围有媒质存在时,媒质经磁化产生的磁化电流对空间
的团员自我总结 磁场也有贡献,因此式(3)的积分还应遍及所有磁化电流元。不过
除铁磁、反铁磁或亚铁磁性材料外,一般媒质磁化所产生的磁效应
极弱。所以,对于一般媒质,可不考虑磁化电流的贡献,式(3)仅需
对传导电流积分。
运动电荷也激发磁场。当匀速运动电荷的速度远小于光速
时,其相应的磁感应强度为
(4)
式中q是电荷的电量,v是电荷的速度,r是电荷所在处到场点
的矢径。此式和式(1)形式上相同,表明毕奥-萨伐尔定律是对低速
运动电荷才成立的近似定律。



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