Закон Кулона. Характеристики неточечных зарядов. Электри́ческий заря́д

25.Магнитный диполь. Поведение магнитного диполя в однородном и неоднородном магнитном поле.
ДИПОЛЬ МАГНИТНЫЙ -аналог диполя электрического, к-рый можно представлять себе как два точечных магн. заряда  , расположенных на расстоянии l друг от друга. Характеризуется дипольным моментом, равным по величине и направленным от  . В предельном случае  принято говорить о точечном или элементарном Д. м. Понятие Д. м. возникло в кон. 18 -нач. 19 вв., когда для объяснения природы магнетизма предполагалось существование магн. материи. Впоследствии оно сохранило своё значение как удобная модель, позволяющая правильно вычислять поля соленоидальных электрич. токов. Если объёмная плотность тока  чисто соленоидальна  , её можно выразить через вектор намагниченности  , представляющий собой плотность магнитного момента  , так что магн. момент всей системы токов  равен:

В однородном разворачивается по полю, а в неоднородном еще движется в место с наибольшей плотностью маг. поля.
26.Вихревой характер магнитного поля. Закон полного тока, его применение для расчета магнитного поля соленоида и тороида.

Вихревой характер магнитного поля

Линии магнитной индукции непрерывны: они не имеют ни начала, ни конца. Это имеет место для любого магнитного поля, вызванного какими угодно контурами с током. Векторные поля, обладающие непрерывными линиями, получили название вихревых полей. Мы видим, что магнитное поле есть вихревое поле. В этом заключается существенное отличие магнитного поля от электростатического.
ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА один из основных законов электромагнитного поля. Устанавливает взаимосвязь между магнитной силой и величиной тока, проходящего через поверхность. Под полным током понимается алгебраическая сумма токов, пронизывающих поверхность, ограниченную замкнутым контуром.
Намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. В общем случае напряженность поля на различных участках магнитной линии может иметь разные значения, и тогда намагничивающая сила будет равна сумме намагничивающих сил каждой линии.

Обмотка имеет W витков и обтекается током I. Магнитные линии внутри кольца представляют собой концентрические окружности с центров точке О. Применим к контуру C_х, совпадающему с одной из магнитных линий, проходящих в магнитопроводе, закон полного тока. При этом будем считать:

1. 
   и  совпадают, следовательно α = 0;
   
2. 
   величина Нх во всех точках контура одинакова;
   
3. 
   сумма токов, пронизывающих контур, равна IW.
   

Тогда .
Отсюда [А/м],
где L_x – длина контура, вдоль которого велось интегрирование;
r_x – радиус окружности.
Вектор  внутри кольца зависит от расстояния r_х. Если α – ширина кольца << d, то эта разница между значениями Н в пределах сердечника не велика. При этом в расчет допустимо принять для всего поперечного сечения магнитопровода одно значение напряженности магнитного поля:
H_ср = IW / L , где L – длина средней магнитной линии.
Соленоид – цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа витков, равномерно намотанных на сердечник. Тороид можно рассматривать как длинный соленоид, свернутый в кольцо (рис. 4.1).

Длина соленоида l содержит N витков и по нему протекает ток I. Считаем соленоид бесконечно длинным. Эксперимент показал, что внутри соленоида поле однородно, а вне соленоида не однородно и очень слабое (можно считать, равным нулю).
Циркуляция вектора В по замкнутому контуру, совпадающему с одной из линий магнитной индукции, охватывающему все N витков, согласно (4.12) равна:
. (4.14)
Интеграл  можно представить в виде суммы двух интегралов: по внутренней части контура:  и по внешней:  , тогда из (4.14) получим:
, (4.15)
или  , (4.16)
где В – индукция магнитного поля внутри соленоида;  – число витков на единицу длины соленоида.