Из рис. 4 с учетом (6) находим, что dплоскости, в которой лежат dи ; далее можно найти ,откуда, принимая во внимание, что получаем . С учетом этого из (5) находим:
интегрируя последнее равенство, получаем:
(8)
Для бесконечно длинного проводника , и из (8) следует, что
. (9)
C учетом (4) и (9) cила взаимодействия двух бесконечно длинных тонких и параллельных проводников . (10)
Пусть I1 = I2 = I, r0 = 1м, l = 1м, F = Н, тогда I = 1 А. Это было строгое определение единицы силы тока - ампера.
8.3.2. Поле кругового тока
А
Можно показать, что магнитная индукция поля, созданного круговым током радиуса R, на расстоянии r0 вдоль перпендикуляра, восстановленного из центра контура, (см. рис.5), будет (11)
В частности, в центре кругового тока ,
I
Рис. 5
. (12)
Для плоской катушки, состоящей из N, витков магнитная индукция на оси катушки
. (13)
При больших расстояниях от контура, (рис. 5), т. е. при r0 >> R из (11) получим
(14)
Лекция 9. Магнитное поле в вакууме (продолжение)
В третьей лекции было показано, что для электростатического поля
т. е. циркуляция вектора вдоль замкнутого контура L равна нулю. Можно показать, что циркуляция вектора вдоль замкнутого контура L равна алгебраической сумме токов, охватываемых контуром, умноженной на 0 , т. е.
(1)
Рис. 1
L
При этом токи будем считать положительными, если они совпадают с поступательным движением правого буравчика, рукоятка которого вращается по направлению обхода контура. Для нашего случая, (см. рис. 1), это будут токи, текущие от нас и обозначенные . Токи, текущие в обратном
направлении, будут считаться отрицательными. Для рис. 1, это будут токи, текущие на нас и обозначенные кружком с точкой в центре кружка.
Поскольку , то магнитное поле не является потенциальным, оно называется
вихревым или соленоидальным.
Теорему о циркуляции вектора (1) называют также законом полного тока для магнитного поля в вакууме.
Применим теорему о циркуляции (1)для вычисления индукции магнитного поля соленоида и тороида.