У чому полягає принцип суперпозиції магнітних полів?
Зміст статті
- У чому полягає принцип суперпозиції магнітних полів
- Як визначити напрямок магнітного поля
- Як знайти напруженість електричного поля
Векторне магнітне поле
Отже, магнітне поле це векторне поле. Це означає, що у кожній точці простору це поле формує вектор, а чи не лише деяке скалярне значення. Тобто магнітне поле у будь-якій точці простору діє у певному напрямку. Таким чином, можна задати набір спрямованих відрізків, що утворюють поле. Якщо зобразити графічно таке поле, то воно буде великою (або навіть нескінченною) кількістю векторів, що утворюють єдине векторне поле.
Суперпозиційна властивість векторів магнітного поля
Якщо магнітне поле є вектором, то до нього повинні бути застосовані всі властивості векторів. Однією з найважливіших властивостей векторів, що навіть визначає поняття спрямованого відрізка, є можливість підсумовування векторів. Тобто, якщо є, скажімо, два вектори, завжди існує третій, що є сумою перших двох векторів.
У разі йдеться про векторах магнітного поля. Тому підсумовувати передбачається вектори магнітної індукції, а під сумою розуміється повне або суперпозиційне поле, яким можна замінити набір його полів. Таким чином, принцип суперпозиції свідчить, що індукція магнітного поля, створюваного декількома джерелами, у цій точці простору дорівнює сумі магнітних полів, створюваних кожним із джерел окремо. Тепер стає зрозумілим, що передбачається векторна сума полів. Важливо зауважити, що мають на увазі не суму векторів даного векторного поля, асуму векторів різних векторних полів, створюваних різними джерелами, але у одній точці.
Цей принцип дозволяє розраховувати магнітні поля в складних ситуаціях неймовірно просто. Знаючи, яким є розподіл магнітного поля будь-яких елементарних джерел (провідника зі струмом, соленоїда і т.д.), можна сконструювати з таких простих елементів будь-яке необхідне магнітне поле, поле якого можна розрахувати, використовуючи принцип суперпозиції магнітних полів.
Найважливішим наслідком принципу суперпозиції магнітних полів є закон Біо-Савара-Лапласа. Цей закон узагальнює принцип суперпозиції на випадок нескінченно малих, що становлять повне поле векторів. Підсумовування ж у разі замінюється інтегруванням за всіма нескінченно малим векторам магнітної індукції. Такими елементарними векторами індукції є струми провідників. Таким чином, інтегрування (підсумовування) ведеться по всій довжині провідника, яким тече струм.