Однородное магнитное поле
Однородное магнитное поле — это поле, в котором магнитная индукция одинакова по модулю и направлению во всех точках. В таком поле одинаковые пробные объекты испытывают одинаковое магнитное действие при одинаковых условиях.
Как распознать однородное поле
Графически однородное поле изображают параллельными прямыми магнитными силовыми линиями, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Их направление показывает направление вектора \(\vec{B}\), а одинаковая густота линий указывает на постоянство модуля индукции. В реальных условиях однородность обычно выполняется приближённо, например внутри длинного соленоида вдали от краёв.
Формула
Для однородного поля магнитная индукция не зависит от координат точки:
Это означает, что для любых точек \(A\) и \(B\) поля выполняется \(\vec{B}_A=\vec{B}_B\). Например, если проводник с током перпендикулярен линиям поля, сила Ампера определяется формулой:
Между полюсами большого плоского магнита поле считают однородным в центральной области. Если \(B=0{,}4\ \text{Тл}\), ток \(I=2\ \text{А}\), а длина проводника \(l=0{,}5\ \text{м}\) и проводник перпендикулярен полю, то \(F=BIl=0{,}4\cdot2\cdot0{,}5=0{,}4\ \text{Н}\).
Однородное поле не означает, что магнитная индукция равна нулю. Она постоянна по модулю и направлению, но может иметь любое ненулевое значение. Поле точечного магнита или прямого проводника с током обычно неоднородно: модуль и направление \(\vec{B}\) меняются от точки к точке.
Как изображают силовые линии однородного магнитного поля?
Главное
- В однородном поле вектор магнитной индукции одинаков во всех точках: \(\vec{B}=\text{const}\).
- Силовые линии такого поля параллельны и равномерно расположены.
- Однородность часто приближённо наблюдается внутри длинного соленоида или в центральной области между полюсами магнита.