Магнітастатыка

Электрадынаміка
VFPt Solenoid correct2.svg
Электрычнасць · Магнетызм
Гл. таксама «Фізічны партал»


Магнітастатыка — падзел класічнай электрадынамікі, які вывучае ўзаемадзеянне пастаянных токаў з дапамогай ствараемага імі пастаяннага магнітнага поля і спосабы разліку магнітнага поля ў гэтым выпадку. Пад выпадкам магнітастатыкі або набліжэннем магнітастатыкі разумеюць выкананне гэтых умоў (сталасці токаў і палёў - або досыць павольная іх змена з часам), каб можна было карыстацца метадамі магнітастатыкі ў якасці практычна дакладных ці хаця б набліжаных. Магнітастатыка разам з электрастатыкай уяўляюць сабой прыватны выпадак (або набліжэнне) класічнай электрадынамікі; іх можна выкарыстоўваць сумесна і незалежна (разлік электрычнага і магнітнага палёў у гэтым выпадку не мае ўзаемазалежнасцей - у адрозненне ад агульнага электрадынамічнага выпадкі).

Асноўныя ўраўненні

Усе асноўныя ўраўненні магнітастатыкі лінейныя [1] (як і класічнай электрадынамікі наогул, прыватным выпадкам якой магнітастатыка з'яўляецца). Гэта мае на ўвазе важную ролю ў магнітастатыцы (таксама як і ва ўсёй электрадынаміцы) прынцыпу суперпазіцыі.

  • Прынцып суперпазіцыі для магнітастатыкі можа быць сфармуляваны так: магнітнае поле, якое ствараецца некалькімі токамі, ёсць вектарная сума палёў, якія б ствараліся кожным з гэтых токаў паасобку.

Гэты прынцып аднолькава фармулюецца і ў прынцыпе аднолькава выкарыстоўваецца для вектару магнітнай індукцыі і для вектарнага патэнцыялу і ўжываецца пры разліках паўсюдна. Асабліва відавочным і прамым чынам гэта праяўляецца, калі пры ўжыванні закона Бія - Савара (гл. ніжэй) для разліку магнітнага поля вырабляецца сумаванне (інтэграванне) бясконца малых укладаў , якія ствараюцца кожным бясконца малым элементам току, што цякуць у розных кропках прасторы (сапраўды гэтак жа і пры ўжыванні варыянту гэтага закона для вектарнага патэнцыялу).

Асноўныя ўраўненні, якія выкарыстоўваюцца ў магнітастатыцы[2]

  • Закон Бія - Савара - Лапласа (велічыня магнітнага поля, генераванага ў дадзенай кропцы элементам току)
  • Тэарэма пра цыркуляцыю магнітнага поля
  • яна ж у дыферэнцыяльнай форме:
  • Выраз для сілы Лорэнца (сілы, з якой на рухаецца зараджаную часціцу дзейнічае магнітнае поле)
  • Выраз для сілы Ампера (сілы, з якой на элемент току дзейнічае магнітнае поле)

(гэтыя ўраўненні запісаныя ў сістэме СГС; ніжэй - у СІ)

Тут - вектар магнітнай індукцыі, I - сіла току ў правадыру (а ў тэарэме пра цыркуляцыю - сумарны ток праз паверхню), - элемент правадыра (у тэарэме пра цыркуляцыю - элемент контуру інтэгравання), - радыус-вектар, праведзены з элемента току ў кропку, у якой вызначаецца магнітнае поле, - шчыльнасць току, - велічыня зарада і хуткасць зараджанай часціцы.

  • Для разліку магнітнага поля ў магнитастатыцы можна карыстацца (і часта гэта вельмі зручна) паняццем магнітнага зарада, якія робяць аналогію магнитастатыкі з электрастатыкай больш дэталёвай і якія дазваляюць прымяняць у магнітастатыцы формулы, аналагічныя формулам электрастатыкі - але не для электрычнага, а для магнітнага поля. Звычайна (за выключэннем выпадку тэарэтычнага разгляду гіпатэтычных магнітных манаполяў) маецца на ўвазе толькі чыста фармальнае выкарыстанне, так як у рэальнасці магнітныя зарады не выяўленыя. Такое фармальнае выкарыстанне (фіктыўных) магнітных зарадаў магчыма дзякуючы тэарэме эквівалентнасці поля магнітных зарадаў і палі пастаянных электрычных токаў. Фіктыўныя магнітныя зарады можна выкарыстоўваць пры вырашэнні розных задач як у якасці крыніц магнітнага поля (напрыклад, магнітам або шпулькай), так і для вызначэння дзеянні знешніх магнітных палёў на магнітнае цела (магніт, катушку).
іншыя мовы
asturianu: Magnetostática
azərbaycanca: Maqnitostatika
čeština: Magnetostatika
Deutsch: Magnetostatik
Esperanto: Magnetostatiko
español: Magnetostática
français: Magnétostatique
italiano: Magnetostatica
日本語: 静磁場
한국어: 정자기학
македонски: Магнетостатика
Nederlands: Magnetostatica
norsk nynorsk: Magnetostatikk
português: Magnetostática
română: Magnetostatică
slovenčina: Magnetostatika
српски / srpski: Magnetostatika
Basa Sunda: Magnétostatika
svenska: Magnetostatik
Türkçe: Magnetostatik
українська: Магнітостатика
Tiếng Việt: Tĩnh từ học
中文: 靜磁學