dove r è la distanza dall'asse del conduttore al punto.

Secondo l'ipotesi di Ampere, in ogni corpo esistono correnti microscopiche (microcorrenti), causate dal movimento degli elettroni negli atomi. Creano il proprio campo magnetico e si orientano nei campi magnetici delle macrocorrenti. La macrocorrente è la corrente in un conduttore sotto l'influenza di una fem o di una differenza di potenziale. Vettore di induzione magnetica caratterizza il campo magnetico risultante creato da tutte le macro e microcorrenti. Il campo magnetico delle macrocorrenti è descritto anche dal vettore intensità . Nel caso di un mezzo isotropo omogeneo, il vettore dell'induzione magnetica è legato al vettore dell'intensità dalla relazione

(5)

dove μ 0 - costante magnetica; μ è la permeabilità magnetica del mezzo, che mostra quante volte il campo magnetico delle macrocorrenti viene potenziato o indebolito a causa delle microcorrenti del mezzo. In altre parole, μ mostra quante volte è il vettore di induzione campo magnetico in un mezzo più o meno che nel vuoto.

L'unità di misura dell'intensità del campo magnetico è A/m. 1A/m - la forza di un tale campo, la cui induzione magnetica nel vuoto è uguale a
Tl. La terra è un enorme magnete sferico. L'effetto del campo magnetico terrestre viene rilevato sulla sua superficie e nello spazio circostante.

Il polo magnetico della Terra è il punto sulla sua superficie in cui si trova verticalmente un ago magnetico sospeso liberamente. Le posizioni dei poli magnetici sono soggette a continui cambiamenti, dovuti alla struttura interna del nostro pianeta. Pertanto i poli magnetici non coincidono con quelli geografici. Il Polo Sud del campo magnetico terrestre si trova al largo della costa settentrionale dell'America, mentre il Polo Nord si trova in Antartide. Il diagramma delle linee del campo magnetico terrestre è mostrato in Fig. 5 (la linea tratteggiata indica l’asse di rotazione terrestre): - componente orizzontale dell'induzione del campo magnetico; Nr, Sr - poli geografici della Terra; N, S - poli magnetici della Terra.

La direzione delle linee del campo magnetico terrestre viene determinata utilizzando un ago magnetico. Se appendi liberamente un ago magnetico, verrà installato nella direzione tangente alla linea di forza. Poiché i poli magnetici si trovano all'interno della Terra, l'ago magnetico non è installato orizzontalmente, ma ad un certo angolo α rispetto al piano orizzontale. Questo angolo α è chiamato inclinazione magnetica. Avvicinandosi al polo magnetico l'angolo α aumenta. Il piano verticale in cui si trova la freccia è chiamato piano del meridiano magnetico e angolo tra meridiani magnetici e geografici - declinazione magnetica. La forza caratteristica del campo magnetico, come già notato, è l'induzione magnetica B. Il suo valore è piccolo e varia da 0,42∙10 -4 Tesla all'equatore a 0,7∙10 -4 Tesla ai poli magnetici.

Il vettore di induzione del campo magnetico terrestre può essere diviso in due componenti: orizzontale e verticale
(Fig. 5). Un ago magnetico fissato su un asse verticale è installato nella direzione della componente orizzontale della Terra . Declinazione magnetica , inclinazione α e componente orizzontale del campo magnetico sono i principali parametri del campo magnetico terrestre.

Senso determinato dal metodo magnetometrico, che si basa sull'interazione del campo magnetico della bobina con l'ago magnetico. Il dispositivo, chiamato bussola tangente, è una piccola bussola (una bussola con un quadrante diviso in gradi), montata all'interno di una bobina di 1 o più spire di filo isolato.

La bobina si trova su un piano verticale. Crea un campo magnetico aggiuntivo k (il diametro della bobina e il numero di spire sono indicati sul dispositivo).

Al centro della bobina è posto un ago magnetico 2. Esso deve essere piccolo affinché possa accettare l'induzione agente sui suoi poli pari all'induzione al centro della corrente circolare. Il piano del contorno della bobina è impostato in modo tale da coincidere con la direzione della freccia ed è perpendicolare alla componente orizzontale del campo terrestre R. Sotto l'influenza R induzione del campo terrestre e induzione del campo della bobina, la freccia è orientata nella direzione dell'induzione risultante R(Fig. 6 a, b).

Dalla fig. 6 è chiaro

(6)

L'induzione del campo magnetico della bobina al centro è:

7)

dove N è il numero di spire della bobina; Io sono la corrente che lo attraversa; R è il raggio della bobina. Da (6) e (7) ne consegue che

(8)

È importante capire che la formula (8) è approssimativa, vale a dire questo è vero solo se la dimensione dell'ago magnetico è molto più piccola del raggio del contorno R. L'errore di misurazione minimo è fissato ad un angolo di deflessione dell'ago di ≈45°. Di conseguenza, viene selezionata la forza attuale nella bobina della bussola tangente.

Ordine di lavoro

Installare la bobina della bussola tangente in modo che il suo piano coincida con la direzione dell'ago magnetico.

Assemblare il circuito secondo lo schema (Fig. 7).

3. Accendere la corrente e misurare gli angoli di deflessione alle estremità della freccia
E
. Inserisci i dati nella tabella. Quindi, utilizzando l'interruttore P, cambiare la direzione della corrente nella direzione opposta senza modificare l'intensità della corrente e misurare gli angoli di deflessione su entrambe le estremità della freccia
E
Ancora. Inserisci i dati nella tabella. Pertanto, viene eliminato l'errore nel determinare l'angolo associato alla mancata corrispondenza del piano della bobina tangente della bussola con il piano del meridiano magnetico. Calcolare

Risultati della misurazione I e entrare nella tabella 1.

Tabella 1

Calcola in media secondo la formula

dove n è il numero di misurazioni.

Trova il limite di confidenza dell'errore totale utilizzando la formula

,

Dove
- Coefficiente studente (at =0,95 e n=5
=2,8).

Scrivi i risultati come espressione

.

Domande di controllo

Come si chiama l'induzione del campo magnetico? Qual è la sua unità di misura? Come viene determinata la direzione del vettore di induzione magnetica?

Come si chiama l'intensità del campo magnetico? Qual è la sua connessione con l'induzione magnetica?

Formulare la legge di Biot-Savart-Laplace, calcolare sulla sua base l'induzione del campo magnetico nel centro della corrente circolare, l'induzione del campo della corrente continua e il solenoide.

Come viene determinata la direzione dell'induzione del campo magnetico delle correnti dirette e circolari?

Qual è il principio di sovrapposizione dei campi magnetici?

Quale campo è chiamato campo di vortice?

Formulare la legge di Ampere.

Raccontaci i principali parametri del campo magnetico terrestre.

Come si può determinare la direzione delle linee del campo magnetico terrestre?

Perché è più vantaggioso misurare la componente orizzontale dell'induzione del campo magnetico con un angolo di deflessione dell'ago di 45°?

LAVORO DI LABORATORIO N. 7

I magneti sono corpi che hanno la proprietà di attrarre oggetti di ferro. La proprietà attrattiva esibita dai magneti è chiamata magnetismo. I magneti possono essere naturali o artificiali. Estratto minerali di ferro Avendo la proprietà di attrazione sono chiamati magneti naturali, e pezzi di metallo magnetizzati sono chiamati magneti artificiali, che sono spesso chiamati magneti permanenti.

Le proprietà di un magnete per attrarre oggetti di ferro sono più pronunciate alle sue estremità, chiamate poli magnetici e, o semplicemente poli. Ogni magnete ha due poli: nord (N - nord) e sud (S - sud). La linea che passa attraverso il centro del magnete è chiamata linea neutra, o neutra, poiché lungo questa linea non vengono rilevate proprietà magnetiche.

I magneti permanenti formano un campo magnetico in cui le forze magnetiche agiscono in determinate direzioni, chiamate linee di forza. Le linee elettriche lasciano il polo nord ed entrano nel polo sud.

La corrente elettrica che passa attraverso un conduttore crea anche un campo magnetico attorno al conduttore. È stato stabilito che i fenomeni magnetici sono indissolubilmente legati alla corrente elettrica.

Magnetico linee elettriche si trovano attorno a un conduttore con corrente in un cerchio, il cui centro è il conduttore stesso, mentre più vicini al conduttore si trovano più densamente e più lontani dal conduttore - meno spesso. La posizione delle linee del campo magnetico attorno a un conduttore percorso da corrente dipende dalla sua forma sezione trasversale.

Per determinare la direzione delle linee di campo, utilizzare la regola del succhiello, formulata come segue: se si avvita il succhiello nella direzione della corrente nel conduttore, si verifica la rotazione della maniglia del succhiello mostrerà la direzione delle linee del campo magnetico.

Un campo magnetico conduttore drittoè una serie di cerchi concentrici (Fig. 157, UN). Per migliorare il campo magnetico nel conduttore, quest'ultimo è realizzato sotto forma di bobina (Fig. 157, B).

se la direzione di rotazione della maniglia del succhiello coincide con la direzione della corrente elettrica nelle spire della bobina, il movimento in avanti del succhiello è diretto verso il polo nord.

Il campo magnetico di una bobina trasportata da corrente è simile al campo di un magnete permanente, quindi la bobina trasportata da corrente (solenoide) ha tutte le proprietà di un magnete.

Anche in questo caso la direzione delle linee del campo magnetico attorno ad ogni giro della bobina è determinata dalla regola del succhiello. Le linee di campo delle spire adiacenti si sommano, aumentando il campo magnetico complessivo della bobina. Come segue dalla Fig. 158, le linee del campo magnetico della bobina escono da un'estremità ed entrano nell'altra chiudendosi all'interno della bobina. La bobina, come i magneti permanenti, ha una polarità (polo sud e polo nord), che è determinata anche dalla regola del succhiello, se espressa come segue: se la direzione di rotazione della maniglia del succhiello coincide con la direzione della corrente elettrica nelle spire della bobina, il movimento in avanti del succhiello è diretto verso il polo nord.

Per caratterizzare il campo magnetico dal punto di vista quantitativo è stato introdotto il concetto di induzione magnetica.

L'induzione magnetica è il numero di linee di forza magnetiche per 1 cm 2 (o 1 m 2) di superficie perpendicolare alla direzione delle linee di forza. Nel sistema SI, l'induzione magnetica si misura in tesla (abbreviato in T) ed è indicata con la lettera IN(tesla = weber/m2 = volt secondo/m2

Weber è un'unità di misura del flusso magnetico.

Il campo magnetico può essere rafforzato inserendo un'asta di ferro (nucleo) nella bobina. La presenza di un nucleo di ferro esalta il campo, poiché, trovandosi nel campo magnetico della bobina, il nucleo di ferro si magnetizza, crea un proprio campo, che si somma a quello originale e si intensifica. Un tale dispositivo è chiamato elettromagnete.

Numero totale le linee di forza che attraversano la sezione trasversale del nucleo sono chiamate flusso magnetico. L'entità del flusso magnetico di un elettromagnete dipende dalla corrente che passa attraverso la bobina (avvolgimento), dal numero di spire e dalla resistenza del circuito magnetico.

Un circuito magnetico, o circuito magnetico, è il percorso lungo il quale sono chiuse le linee di forza magnetiche. La resistenza magnetica del nucleo magnetico dipende dalla permeabilità magnetica del mezzo attraverso il quale passano le linee elettriche, dalla lunghezza di queste linee e dalla sezione trasversale del nucleo.

Il prodotto tra la corrente che attraversa l'avvolgimento e il numero delle sue spire è chiamato forza magnetomotrice (mf s). Il flusso magnetico è uguale alla forza magnetomotrice divisa per la riluttanza magnetica del circuito- ecco come viene formulata la legge di Ohm per un circuito magnetico. Poiché il numero di spire e la resistenza magnetica di un dato elettromagnete sono valori costanti, il flusso magnetico di un elettromagnete può essere modificato regolando la corrente nel suo avvolgimento.

Gli elettromagneti trovano la più ampia applicazione in varie macchine e dispositivi (macchine elettriche, campanelli elettrici, telefoni, strumenti di misura eccetera.).

Consideriamo un conduttore rettilineo (Fig. 3.2), che fa parte di un circuito elettrico chiuso. Secondo la legge di Biot-Savart-Laplace, il vettore di induzione magnetica
campo creato in un punto UN elemento conduttore percorso da corrente IO, ha il significato
, Dove - angolo tra i vettori E . Per tutte le aree questi vettori conduttori E giacciono nel piano del disegno, quindi nel punto UN tutti i vettori
, creato da ciascuna sezione , diretto perpendicolarmente al piano del disegno (verso di noi). Vettore determinato dal principio di sovrapposizione dei campi:

,

il suo modulo è uguale a:

.

Indichiamo la distanza dal punto UN al conduttore . Consideriamo una sezione conduttrice
. Dal punto UN disegniamo un arco COND raggio ,
– piccolo, quindi
E
. Dal disegno è chiaro
;
, Ma
(CD=
) Pertanto abbiamo:

.

Per noi abbiamo:

Dove E - valori angolari per i punti estremi del conduttore MN.

Se il conduttore è infinitamente lungo, allora
,
. Poi

l'induzione in ciascun punto del campo magnetico di un conduttore rettilineo infinitamente lungo con corrente è inversamente proporzionale alla distanza più breve da questo punto al conduttore.

3.4. Campo magnetico della corrente circolare

Consideriamo una svolta circolare di raggio R, attraverso il quale scorre la corrente IO (Fig. 3.3) . Secondo la legge di Biot-Savart-Laplace, induzione
campo creato in un punto DI elemento girare con la corrente è uguale a:

,

E
, Ecco perché
, E
. Tenendo conto di ciò otteniamo:

.

Tutti i vettori
diretto perpendicolarmente al piano di disegno verso di noi, quindi induzione

tensione
.

Permettere S– area coperta da una svolta circolare,
. Quindi l'induzione magnetica in un punto arbitrario sull'asse giro circolare con corrente:

,

Dove – distanza dalla punta alla superficie della bobina. È risaputo che
- momento magnetico della svolta. La sua direzione coincide con il vettore in qualsiasi punto dell'asse della bobina, quindi
, E
.

Espressione per simile nell'aspetto all'espressione per lo spostamento elettrico nei punti del campo che giacciono sull'asse del dipolo elettrico sufficientemente lontani da esso:

.

Pertanto, il campo magnetico della corrente dell'anello è spesso considerato come il campo magnetico di qualche “dipolo magnetico” convenzionale: il polo positivo (nord) è considerato il lato del piano della bobina da cui escono le linee del campo magnetico; e il polo negativo (sud) è quello in cui entrano.

Per un circuito di corrente di forma arbitraria:

,

Dove - vettore unitario della normale esterna all'elemento superfici S, limitato da un contorno. Nel caso di un contorno piatto, la superficie S – piatto e tutti i vettori abbinare.

3.5. Campo magnetico del solenoide

Un solenoide è una bobina cilindrica con un gran numero di spire di filo. Le spire del solenoide formano una linea elicoidale. Se le spire sono vicine, il solenoide può essere considerato come un sistema di correnti circolari collegate in serie. Queste spire (correnti) hanno lo stesso raggio e un asse comune (Fig. 3.4).

Consideriamo la sezione trasversale del solenoide lungo il suo asse. Utilizzeremo i cerchi con un punto per denotare le correnti provenienti da dietro il piano di disegno verso di noi, e un cerchio con una croce indicherà le correnti che provengono oltre il piano di disegno, lontano da noi. l– lunghezza del solenoide, N – numero di spire per unità di lunghezza del solenoide; - R- raggio di svolta. Considera il punto UN, disteso sull'asse
solenoide. È chiaro che l'induzione magnetica a questo punto è diretto lungo l'asse
ed è pari alla somma algebrica delle induzioni dei campi magnetici creati in questo punto da tutte le spire.

Partiamo dal punto UN raggio – vettore a qualsiasi turno. Questo raggio vettore si forma con l'asse
angolo α . La corrente che scorre attraverso questo giro crea in quel punto UN campo magnetico con induzione

.

Consideriamo una piccola area
solenoide, ce l'ha
giri. Queste svolte vengono create in un punto UN campo magnetico, la cui induzione

.

È chiaro che la distanza assiale dal punto UN al sito
equivale
; Poi
.Ovviamente,
, Poi

Induzione magnetica dei campi creati da tutte le spire in un punto UN uguale a

Intensità del campo magnetico in un punto UN
.

Dalla figura 3. 4 troviamo:
;
.

Pertanto, l'induzione magnetica dipende dalla posizione del punto UN sull'asse del solenoide. Lei

massimo al centro del solenoide:

.

Se l>> R, allora il solenoide può essere considerato infinitamente lungo, in questo caso
,
,
,
; Poi

;
.

Ad un'estremità del lungo solenoide
,
O
;
,
,
.

Campo magnetico di un conduttore percorso da corrente. Quando la corrente passa attraverso un conduttore rettilineo, attorno ad esso appare un campo magnetico (Fig. 38). Le linee di forza magnetiche di questo campo si trovano in cerchi concentrici, al centro dei quali si trova un conduttore che trasporta corrente.
La direzione del campo magnetico attorno a un conduttore percorso da corrente è sempre strettamente conforme alla direzione della corrente che passa attraverso il conduttore. La direzione delle linee del campo magnetico può essere determinata utilizzando la regola del succhiello. È formulato come segue. Se il movimento traslazionale del succhiello 1 (Fig. 39, a) è combinato con la direzione della corrente 2 nel conduttore 3, la rotazione della sua maniglia indicherà la direzione delle linee del campo magnetico 4 attorno al conduttore. Ad esempio, se una corrente passa attraverso un conduttore in una direzione lontana da noi oltre il piano di un foglio di libro (Fig. 39, b), allora il campo magnetico che si forma attorno a questo conduttore è diretto in senso orario. Se la corrente attraverso il conduttore passa nella direzione dal piano del foglio del libro verso di noi, il campo magnetico attorno al conduttore è diretto in senso antiorario. Maggiore è la corrente che attraversa il conduttore, più forte è il campo magnetico che si forma attorno ad esso. Quando cambia la direzione della corrente, anche il campo magnetico cambia direzione.
Man mano che ci si allontana dal conduttore le linee del campo magnetico sono meno frequenti. Di conseguenza, l'induzione del campo magnetico e la sua intensità diminuiscono. L'intensità del campo magnetico nello spazio che circonda il conduttore è

H = I/(2?r) (44)

La tensione massima Hmax si verifica a superficie esterna conduttore 1 (Fig. 40). Anche all'interno del conduttore

si crea un campo magnetico, ma la sua intensità diminuisce linearmente nella direzione dalla superficie esterna all'asse (curva 2). L'induzione magnetica del campo attorno e all'interno del conduttore cambia allo stesso modo della tensione.

Metodi per rafforzare i campi magnetici. Per ottenere forti campi magnetici a basse correnti, solitamente aumentano il numero di conduttori che trasportano corrente e li realizzano sotto forma di una serie di spire; tale dispositivo è chiamato avvolgimento o bobina.
Con un conduttore piegato a forma di bobina (Fig. 41, a), i campi magnetici formati da tutte le sezioni di questo conduttore avranno la stessa direzione all'interno della bobina. Pertanto, l'intensità del campo magnetico all'interno della bobina sarà maggiore rispetto a quella attorno a un conduttore rettilineo. Quando le spire vengono combinate in una bobina, i campi magnetici creati dalle singole spire si sommano (Fig. 41, b) e le loro linee di forza sono collegate in un flusso magnetico comune. In questo caso la concentrazione delle linee di campo all'interno della bobina aumenta, cioè il campo magnetico al suo interno si intensifica. Maggiore è la corrente che passa attraverso la bobina e quante più spire vi sono, più forte sarà il campo magnetico creato dalla bobina. Anche il campo magnetico all'esterno della bobina è costituito dai campi magnetici delle singole spire, ma le linee del campo magnetico non sono così fitte, per cui l'intensità del campo magnetico lì non è così grande come all'interno della bobina. Il campo magnetico di una bobina che scorre attorno alla corrente ha la stessa forma del campo di un magnete permanente rettilineo (vedi Fig. 35, a): potenza linee magnetiche esci da un'estremità della bobina ed entra nell'altra estremità. Pertanto, una bobina che scorre attorno a una corrente è un magnete elettrico artificiale. Tipicamente, all'interno della bobina viene inserito un nucleo di acciaio per potenziare il campo magnetico; un tale dispositivo è chiamato elettromagnete.
Gli elettromagneti hanno trovato un'applicazione estremamente ampia nella tecnologia. Creano il campo magnetico necessario per il funzionamento macchine elettriche, così come le forze elettrodinamiche richieste. Per il funzionamento di vari strumenti di misura elettrici e dispositivi elettrici.
Gli elettromagneti possono avere un circuito magnetico aperto o chiuso (Fig. 42). La polarità dell'estremità della bobina dell'elettromagnete può essere determinata, come la polarità di un magnete permanente, utilizzando un ago magnetico. A Polo Nord gira all'estremità meridionale. Per determinare la direzione del campo magnetico creato da una spira o da una bobina, puoi anche utilizzare la regola del succhiello. Se combini la direzione di rotazione della maniglia con la direzione della corrente nella bobina o bobina, il movimento in avanti del succhiello indicherà la direzione del campo magnetico. La polarità di un elettromagnete può anche essere determinata utilizzando mano destra. Per fare ciò è necessario posizionare la mano sulla bobina (Fig. 43) e allineare quattro dita con la direzione della corrente al suo interno, piegando pollice mostrerà la direzione del campo magnetico.

Ministero dell'Istruzione e della Scienza Federazione Russa

Istituzione educativa di bilancio dello Stato federale

Più alto formazione professionale

Università nazionale delle risorse minerarie “Mining”

Dipartimento di Fisica Generale e Tecnica

(laboratorio di elettromagnetismo)

Studio del campo magnetico

(Legge Biot-Savart-Laplace)

Linee guida per il lavoro di laboratorio n. 4

Per studenti di tutte le specialità

SAN PIETROBURGO

Obiettivo del lavoro: Misura dei campi magnetici creati da conduttori di varie configurazioni. Verifica sperimentale Legge di Biot-Savart-Laplace.

Base teorica lavoro di laboratorio

L'uso dei campi magnetici nell'industria ha trovato ampia applicazione. Il problema della trasmissione di energia ad alcuni impianti industriali e di altro tipo può essere risolto utilizzando un campo magnetico (ad esempio nei trasformatori). Nell'industria dell'arricchimento, la separazione viene effettuata utilizzando un campo magnetico (separatori magnetici), vale a dire separare i minerali dalle rocce di scarto. E durante la produzione di abrasivi artificiali, il ferrosilicio presente nella miscela si deposita sul fondo del forno, ma piccole quantità rimangono inglobate nell'abrasivo e vengono successivamente rimosse da un magnete. Senza un campo magnetico, i generatori delle macchine elettriche e i motori elettrici non sarebbero in grado di funzionare. Fusione termonucleare, generazione magnetodinamica di elettricità, accelerazione di particelle cariche nei sincrotroni, sollevamento di navi affondate, ecc.: tutte queste sono aree in cui sono necessari i magneti. I magneti naturali, di norma, non sono sufficientemente efficaci nel risolvere alcuni problemi di produzione e vengono utilizzati principalmente solo in elettrodomestici e negli strumenti di misurazione. L'applicazione principale del campo magnetico è nell'ingegneria elettrica, nell'ingegneria radiofonica, nella costruzione di strumenti, nell'automazione e nella telemeccanica. Qui i materiali ferromagnetici vengono utilizzati per la fabbricazione di circuiti magnetici, relè e altri dispositivi magnetoelettrici. I magneti naturali (o naturali) si trovano in natura sotto forma di depositi di minerali magnetici. Nell'attività mineraria, sezioni separate sono dedicate allo sviluppo dei depositi di minerale magnetico e hanno le loro specifiche, ad esempio ci sono scienze come la magnetochimica e il rilevamento di difetti magnetici. Il più grande magnete naturale conosciuto si trova presso l'Università di Tartu. La sua massa è di 13 kg ed è in grado di sollevare un carico di 40 kg. Il problema della creazione di forti campi magnetici è diventato uno dei principali nella fisica e nella tecnologia moderne. Potenti magneti possono essere creati da conduttori che trasportano corrente. Nel 1820 G. Oersted (1777–1851) scoprì che un conduttore percorso da corrente agisce su un ago magnetico, facendolo ruotare. Solo una settimana dopo, Ampere dimostrò che due conduttori paralleli con corrente nella stessa direzione sono attratti l'uno dall'altro. Successivamente suggerì che tutti i fenomeni magnetici sono causati da correnti e proprietà magnetiche magneti permanenti associati alle correnti che circolano costantemente all'interno di questi magneti. Questa ipotesi è pienamente coerente con le idee moderne. Campo magnetico delle correnti continue varie forme studiato dagli scienziati francesi J. Biot (1774 - 1862) e F. Savard (1791 - 1841). I risultati di questi esperimenti furono riassunti dall'eccezionale matematico e fisico francese P. Laplace. La legge di Bio-Savart-Laplace, insieme al principio di sovrapposizione, permette di calcolare i campi magnetici creati da eventuali conduttori percorsi da corrente.

Lo studio dei modelli dei fenomeni magnetici ci consentirà di generalizzare le conoscenze acquisite e di utilizzarle con successo sia in condizioni di laboratorio che in produzione.

Campo magnetico di un conduttore rettilineo percorso da corrente

Il conduttore attraverso il quale scorre elettricità, crea un campo magnetico. Il campo magnetico è caratterizzato dal vettore intensità "H(Fig. 1), che può essere calcolato utilizzando la formula

"H=òd "H.

Secondo la legge Biot-Savart-Laplace,

Dove IO– intensità di corrente nel conduttore, D`l– un vettore avente la lunghezza di un segmento elementare di un conduttore e diretto nella direzione della corrente, `r– raggio vettore che collega l'elemento con il punto in questione P.

Consideriamo il campo magnetico creato da un conduttore rettilineo percorso da una corrente di lunghezza finita (Fig. 2). Le singole sezioni elementari di questo conduttore creano campi d "H, diretto in una direzione (perpendicolare al piano del disegno), quindi l'intensità del campo magnetico nel punto P può essere trovata integrando:

Abbiamo l= R o ×сtga, quindi Inoltre, Pertanto