2.1.1. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ. МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ

В пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, называемое магнитным. Наличие магнитного поля обнаруживается по силовому действию на внесенные в него проводники с током или постоянные магниты. Название «магнитное поле» связывают с ориентацией магнитной стрелки под действием поля, создаваемого током. Электрическое поле действует и на подвижные, и на неподвижные электрические заряды.

Важнейшей особенностью магнитного поля является то, что оно действует только на движущиеся в нем электрические заряды. При исследовании магнитного поля используют замкнутый плоский контур (рамку) с током ( рис. 2.1). За направление магнитного поля принимается направление вдоль положительной нормали к рамке (направление нормали определяется по правилу буравчика). Магнитное поле имеет направление и характеризуется вектором магнитной индукции (). Также за направление магнитного поля может приниматься направление, совпадающее с направлением силы, которая действует на северный полюс магнитной стрелки, помещенной в данную точку.

Рамкой с током можно воспользоваться также и для количественного описания магнитного поля. Так как рамка с током испытывает ориентирующее действие поля, то на нее в магнитном поле действует пара сил. Вращающий момент сил () определяется по формуле:

,

где  – вектор магнитного момента рамки с током;  – вектор магнитной индукции, количественная характеристика магнитного поля. Для плоского контура с током I вектор магнитного момента равен:

,

где S – площадь поверхности контура;  – единичный вектор нормали к поверхности рамки. Направление совпадает с направлением положительной нормали.