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畢奧薩伐爾右手怎麼用,畢奧

1.畢奧

電流激發磁場的基本規律是電流元激發磁場的規律,叫做畢奧-薩伐爾定律.它是法國科學家畢奧(1774~1862)和薩伐爾(1791~1874)在研究長直導線中電流的磁場對磁極作用力的基礎上提出的. 圖8-13所示是一根任意形狀的通電導線,Idl是其中一段電流元.畢奧和薩伐爾提出,這段電流元在相距爲r的場點P處所激發磁場的磁感應強度矢量爲 所採用的單位.上式是畢奧-薩伐爾定律的解析表達式. 根據電流強度的國際單位——安培的定義,上式中的常數km正好等於10-7.安培的定義將在後面說明.從後面還將看到km的單位是N·A-2.正象庫侖定律中的常數一樣,通常把常數km用另一個叫做真空磁導率μ0的常數來表示.它們的關係是 用常數μ0來表示,畢奧-薩伐爾定律可寫作(8.2) 根據矢量積的定義,dB的大小爲(8.3) 畢奧-薩伐爾定律和庫侖定律有類似之處,磁場的源是電流元,類似於電場的源是電荷;磁場隨場點到電流元的距離平方而衰減,有如電場隨場點到電荷的距離平方而衰減.但就方向性而言,兩種場則完全不同.電場沿着由電荷(假設爲正電荷)引向場點的徑矢方向,而磁場則與由電流元引向場點的徑矢及電流元垂直.對於電流元延長線上的場點,如圖8-13中的Q和Q′,磁感應強度爲零. 磁場遵從疊加原理,由任意形狀通電導線所激發的總磁感應強度B是由電流元所激發的磁感應強度dB的矢量積分:(8.4) 需要指出的是,由於孤立的電流元不可能得到,所以式(8.2)不可能用實驗直接驗證.畢奧-薩伐爾定律的正確性就體現在,由它推出的結論與實驗很好地符合.8.3.2 應用舉例 下面,我們應用式(8.2)來計算幾種常見的通電導線所激發磁場的磁感應強度.1.通電長直導線的磁感應強度 如圖8-14a所示,長直導線A1A2由下至上通有電流I,P爲導線旁的任意一點,從P到導線的垂直距離爲x,求P點的磁感應強度. 在距O點爲l處取電流元Idl,它到P點的徑矢爲r,而Idl轉到r的角度爲θ.由式(8.3),電流元在P點激發的磁感應強度的大小爲 dB的方向垂直於紙面向裏,由於所有電流元激發的磁感應強度的方向都是一致的,所以總的磁感應強度的大小B等於與各電流元相聯繫的dB的代數和,即 式中積分變量是l,r和θ都是l的函數.爲了便於計算,我們把積分變量換成θ,並把r、dl用θ表示出來.由圖中可以看出,l=xctg(π-θ)=-xctgθ 所以 將以上關係代入積分式(考慮到x是常量),就可得到 由圖8-14b可見,A1和A2分別對應於θ=θ1和θ=θ2,代入上式,即得(8.5) 如果導線A1A2爲無限長,則θ1=0,θ2=π,因而式(8.5)化爲(8.6) 儘管無限長導線在實際中並不存在.但對距離任意有限長導線極近的一些場點,式(8.6)仍然適用.2.通電圓線圈軸線上的磁感應強度 如圖8-15所示,一圓線圈的半徑爲R,通有電流I,O爲圓心,P爲線圈軸線上距O爲x的任意一點,線圈平面與圖平面垂直,求P點的磁感應強度B. 在線圈的頂部取一電流元Idl,Idl垂直於圖平面向外.設它到P點的徑矢爲r,則r在圖平面內.這段電流元所激發的磁感應強度dB的方向如圖所示,它垂直於Idl,在圖平面內,且垂直於r.dB的大小爲 當沿着圓線圈對各電流元求和時,考慮到dB在垂直於線圈軸線方向的分量互相抵消,沿軸線方向的分量互相加強,所以只需對沿軸線方向的分量,即x分量求和.由圖可見,dB的x分量爲(8.7) 下面考慮幾種特殊情形:(1)在圓心O處,x=0,所以,(8.8)(2)在遠離圓線圈處,x>>R.在式(8.7)等號右端分母中,R2與x2相比可以略去.由此得到 式中m=I(πR2)叫做圓線圈的磁距.上式對應於電偶極子軸線上一點的場強公式 式中P是電偶極子的偶極矩.(3)一般通電圓弧形導線所激發的磁場在圓心O點(圖8-16)的磁感應強度B的大小爲(8.9) 方向沿軸線並遵從右手法則.式中θ是圓弧對圓心O所張的圓心角.這裏,雖然沒有軸對稱性但由於每一電流元激發的dB的方向都相同,所以只需進行簡單的積分即可得到上式. 例1 一無限長通電導線被彎成如圖8-17所示的形狀.電流強度爲I,四分之三圓弧的半徑爲R,圓心爲O點,求O點處的磁感應強度B. 解 將導線分成“1”、“2”、“3”三段,“1”和“3”是半無限長導線,“2”是四分之三圓弧.設各段在O點激發的磁感應強度分別爲B1、B2和B3,則根據疊加原理,O點的總磁感應強度爲 B=B1+B2+B3 其中 B1=0 這是因爲O點在“1”的延長線上,這段導線上各電流元到O點的徑矢與電流元平行,而根據矢量積的定義,互相平行的矢量的矢量積爲零.根據式(8.9)有 θ2=π,所以 B3與B2同方向.因此 B的方向垂直於圖平面向外.。

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2.畢奧

在靜磁學中,畢奧-薩伐爾定律 (英文:Biot-Savart Law)描述電流元在空間任意點P處所激發的磁場。

定律文字描述:電流元Idl 在空間某點P處產生的磁感應強度 dB 的大小與電流元Idl 的大小成正比,與電流元Idl 所在處到 P點的位置矢量和電流元Idl 之間的夾角的正弦成正比, 而與電流元Idl 到P點的距離的平方成反比。

該定律在靜磁近似中是有效的,並且與Ampère的電路規律和磁性高斯定律一致,以Jean-Baptiste Biot和FélixSavart命名。

擴展資料:

電流方程可以視爲涉及線性運動的電荷對流電流。通過類比,磁方程是涉及自旋的感應電流。電感電流沿B矢量方向沒有線性運動。磁感應電流表示力線。特別地,它代表反平方律力的線。

在空氣動力學中,感應氣流正在渦流軸上形成螺旋形環,渦旋軸正在扮演電流在磁性中的作用。這使得空氣動力學的氣流成爲磁感應矢量B在電磁學中的等效作用。

在電磁場中,B線形成圍繞電源電流的螺線管環,而在空氣動力學中,氣流圍繞源渦流軸線形成螺線管環。

因此,在電磁學中,渦流起“效應”的作用,而在空氣動力學中,渦旋起“原因”的作用。然而,當我們孤立地看待B線時,我們確切地看到空氣動力學情況如此之多,因爲B是渦旋軸,H是圓周速度,如麥克斯韋1861年的文章。

參考資料來源:百度百科-畢奧-薩伐爾定律

3.安培力的方向由右手螺旋法則確定

均勻磁場載流導線受安培力F=IL*B,L和B是矢量,L表示沿電流方向由導線一端指向另一端的矢量,乘號表示矢量叉乘,所以F的大小是ILBsinα,F的方向由右手螺旋法則確定,即用右手四指由L握向B時大拇指的方向。洛倫茲力F=qv*B也類似。

左手定則的意思是:伸開左手,使拇指與其他四指垂直且在一個平面內,讓磁感線從手心流入,四指指向電流方向,大拇指指向的就是安培力方向(即導體受力方向)。

只有導線與磁場垂直時才能用左手定則,在這種情況下,兩種方法得到的結果是一樣的。

4.請高手詳細解釋畢奧.沙伐定律

額,是這樣的。。

表達電流與其所建立的磁場之間關係的定律。它揭示出,由電流元Idl 在真空中對觀察點P所建立的磁通密度dB與導線中電流I成正比,與dl 長度成正比,與電流元至P點的距離r的平方成反比,與r 和dl 間夾角θ的正弦成正比,即其數值爲

若寫爲矢量形式,有 dB的方向既垂直於dl又垂直於r,r爲由dl 指向觀察點的單位矢量。當由dl 轉至r方向時, 右手螺旋前進的方向即dB的方向。沿迴路l流動的電流I 所建立的磁通密度B爲各電流元Idl 作用的疊加,即B=∫dB=μ/4π∫Idl*r/r^2。

這就是畢奧-薩伐爾定律的常用形式。

一根無限長直細導線附近相距爲a的一點磁感應強度大小爲 B=μI/2πa。

上式表明某點的B與導線中電流I 成正比,與該點至導線距離R 成反比。B的方向與I的方向符合右手螺旋法則。這個關係式最初由法國物理學家 J.-B.畢奧和F.薩伐爾通過實驗測得,因而得名。

半徑爲R的圓電流中心O點的磁感應強度大小爲 B=μI/2R

在需要考慮導線截面上電流分佈的情況下,可將導線劃分爲許多導線元,然後進行疊加,即

式中J 爲電流密度,dV 爲導線中的體積元。

對於在無限大均勻各向同性磁介質中的細導線,可得

式中μ爲該磁介質的磁導率。

該式是在上述條件下的畢奧-薩伐爾定律。