Закон Фарадея

Отклонение электрических зарядов приводит к формиро­ванию электрического поля, которое, в свою очередь, вызывает появление разно­сти потенциалов в проводящем материале, что означает, протекание в нем элект­рического тока.

Интенсивность магнитного поля в любой отдельно взятой точке определяет­ся вектором В, касательным к силовой линии поля, проходящей через эту точку. Для лучшей наглядности будем считать, что количество силовых линий, проходя­щих через единицу площади поперечного сечения (перпендикулярного этим ли­ниям), пропорционально модулю вектора В. Тогда можно утверждать, что там, где силовые линии расположены ближе друг к другу, плотность магнитного пото­ка В больше, а там, где они значительно отстоят друг от друга, плотность меньше. (В часто называется магнитной индукцией).

Поток магнитного поля определяется следующим соотношением:

Ф_в = § Bds, (3.28)

где интеграл взят по поверхности, для которой определена F_B

Для определения вектора магнитной индукции В можно воспользоваться ла­бораторной методикой, где в качестве тестового объекта применяется элементар­ный положительный электрический заряд q_Q. Пусть заряд перемещается в маг­нитном поле со скоростью V. При этом на заряд действует отклоняющая сила F_B (рис. 3.1 ЗА), направленная под прямым углом к вектору скорости. Следует отме­тить, что вектор V во время движения заряда в магнитном поле меняет свое на­правление. Это приводит к тому, что заряд перемещается по спиральной, а не по параболической траектории (рис. 3.13Б). Движение по спирали является причи­ной возникновения магниторезистивного эффекта, на основе которого можно реализовать магниторезистивные датчики. Отклоняющая сила F_B пропорциональ­на величине заряда, скорости его движения и магнитной индукции, т.е.

F_B = q₀VB. (3.29)

Вектор F_B всегда направлен под прямым углом к плоскости, сформиро­ванной векторами V и В, т.е. он всегда перпендикулярен этим векторам. По правилу нахождения произведения векторов можно записать, что

F_B = q₀ vB sinφ, (3.30)

гдеφ — угол между векторами V и В. Уравнение (3.30) часто применяется для выра­жения магнитной индукции через единицы заряда, скорости его движения и от­клоняющей силы. Единица измерения В — (Ньютон/Кулон)/(метр/секунду). В си­стеме СИ эта единица называется тесла (Тл). Поскольку Кулон/секунду = 1 Амперу, 1 Тл = ШьютонДамперхметр). Часто используется старая единица измерения маг­нитной индукции — Гаусс. Для перевода единиц из одной системы в другую можно воспользоваться соотношением: 1 Тл = 10⁴ Гаусс.

(Б)

Рис. 3.13 А — положительный заряд при перемещении через магнитное поле подвергается действию отклоняющей силы, Б — спиральное движение электрического заряда в магнитном поле.