Циркуляция вектора магнитной индукции определяется выражением
Обновлено: 04.10.2024
Возьмем контур l (рис. 2.8), охватывающий прямой ток I, и вычислим для него циркуляцию вектора магнитной индукции , т.е. .
Вначале рассмотрим случай, когда контур лежит в плоскости перпендикулярно потоку (ток I направлен за чертеж). В каждой точке контура вектор направлен по касательной к окружности, проходящей через эту точку (линии прямого тока – окружности).
Воспользуемся свойствами скалярного произведения векторов.
где – проекция dl на вектор , но , где R – расстояние от прямой тока I до dl.
.
 , | (2.6.1) |
это теорема о циркуляции вектора : циркуляция вектора магнитной индукции равна току, охваченному контуром, умноженному на магнитную постоянную.
Иначе обстоит дело, если ток не охватывается контуром (рис. 2.9).
При обходе радиальная прямая поворачивается сначала в одном направлении (1–2), а потом в другом (2–1). Поэтому , и следовательно
 , | (2.6.2) |
Итак, , где I – ток, охваченный контуром L.
Эта формула справедлива и для тока произвольной формы, и для контура произвольной формы.
Если контур охватывает несколько токов, то
 , | (2.6.3) |
т.е. циркуляция вектора равна алгебраической сумме токов, охваченных контуром произвольной формы.
Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля позволяет легко рассчитать величину В от бесконечного проводника с током (рис. 2.10): .
Итак, циркуляция вектора магнитной индукции отлична от нуля, если контур охватывает ток (сравните с циркуляцией вектора : ).
Такие поля, называются вихревыми или соленоидальными.
Магнитному полю нельзя приписывать потенциал, как электрическому полю. Этот потенциал не был бы однозначным: после каждого обхода по контуру он получал бы приращение .
Линии напряженности электрического поля начинаются и заканчиваются на зарядах. А магнитных зарядов в природе нет. Опыт показывает, что линии всегда замкнуты (см. рис. 1.2. и 1.7). Поэтому теорема Гаусса для вектора магнитной индукции записывается так:
.
Читайте также: