Магнитное поле тороида. Магнитное поле тороида:

Тороид - провод, навитый на тор (бублик). Контур для вычисления циркуляции - окружность радиуса r, центр еe - в центре тороида. Из соображений симметрии направлен по касательной к контуру, т.е. Вl = В.Тогда . По теореме о циркуляции: , , R - радиус тора.

Магнитное поле тороида:

.

Вне тора поле = 0 (докажите!)
При r/R ≈ 1, B = μ₀nI, (сравните с 11.5.5).

Закон Ампера

По закону Ампера на элемент проводника с током I, помещенного в магнитное поле, действует сила , которая определяется следующим образом. Направлен вектор в соответствии с правилом правого винта: винт установить и , вращать от к , поступательное движение винта укажет направление .

Сила Лоренца - это сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся в нем заряд

См. (10.2), (10.2.1)

n-концентрация носителей.

Сила Ампера (11.6) есть сумма сил Лоренца.

Сила Лоренца

.

Направление силы Лоренца для положительного заряда совпадает с направлением векторного произведения , для отрицательного - противоположно ему.

Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле

11.7.1.1. перпендикулярна ( )

Линии индукции направлены за чертеж, В = const.
Ускорение, по (4.6)

,

нормальное ускорение.

Из (3.10.1)

.

Частица движется по окружности такого радиуса: .
Время одного оборота:

.

Т не зависит от v!

11.7.1.2. параллельна , sin ( ) = 0

	Частица движется равномерно и прямолинейно, вдоль .

11.7.1.3. Угол между скоростью и магнитным полем = α.

Вектор разложим на две составляющие. - направлена вдоль магнитного поля, направлена перпендикулярно магнитному полю.

.

Движение - сумма движения (11.7.1.1) со скоростью и движения (11.7.1.2) со скоростью .

Траектория - спираль. Радиус спирали:

Шаг спирали:

Рамка с током в магнитном поле

Плоский контур в однородном поле

По закону Ампера (11.6): F1=BIa и направлена вверх, F2=BIa и направлена вниз. Максимальный вращающий момент (7.1) M = F·d = adIB = BIS. Вернитесь к (11.3)!

Магнитный момент контура - это вектор, модуль которого

.

Направление вектора определяется правилом правого винта: винт перпендикулярен к контуру, и вращаем по току. Поступательное движение укажет направление.

Вектор вращающего момента

При параллельности и вращающий момент равен 0, и рамка находится в состоянии устойчивого равновесия. Силы, действующие на контур, растягивают его, контур в устойчивом равновесии. При антипараллельных и равновесие неустойчиво.

Плоский круговой контур в неоднородном осесимметричном магнитном поле

11.8.2.1.Магнитный момент против поля
При антипараллельных p_m и В сжимают контур, а выталкивают его в область более слабого поля.