§ 22.4. Линии магнитной индукции. Понятие о вихревом поле.
Как известно, магнитная стрелка, внесенная в магнитное поле, поворачивается. Значит, на ее концы действуют магнитные силы, образующие пару сил (рис. 22.3, а). Когда стрелка установится неподвижно, эти силы должны быть направлены по одной прямой, вдоль которой расположена стрелка (рис. 22.3, б) (объясните, почему). Это означает, что с помощью магнитных стрелок можно определять расположение линий, вдоль которых магнитные силы действуют на магнитные стрелки.
Рис. 22.3.
Магнитное поле на схемах условно изображается магнитными силовыми линиями, которые с недавнего времени стали называть линиями индукции магнитного поля. Линией индукции магнитного поля называют такую линию, в каждой точке которой
маленькие магнитные стрелки располагаются по касательной.
На практике картину расположения магнитных линий индукции в плоскости легко получить с помощью стальных опилок, так как каждая частица опилок, попав в магнитное поле, намагничивается и становится очень маленькой магнитной стрелкой, которая располагается вдоль линии индукции поля. На рис. 22.4 показан вид магнитного поля прямолинейного тока в плоскости, перпендикулярной к проводнику, полученный с помощью опилок и нескольких магнитных стрелок. Линии индукции считают направленными в ту сторону, в которую указывают северные полюсы стрелок, т. е. по часовой стрелке, если смотреть сверху (по направлению тока).
Через каждую точку пространства проходит только одна линия индукции, поэтому линии индукции нигде не пересекаются друг с другом.
Рис. 22.4.
Из рис. 22.4 видно, что линии индукции магнитного поля замкнуты, т. е. не имеют ни начала, ни конца и всегда охватывают проводник с током. Это очень важное свойство линий индукции магнитного поля. Вспомним, что линии напряженности электрического поля имеют начало и конец на электрических зарядах (или в бесконечности). Поле, линии индукции которого всегда замкнуты, называется вихревым. В отличие от потенциального поля электрических зарядов, магнитное поле является вихревым.
Из всего изложенного выше можно сделать вывод, что магнитное поле и электрический ток всегда существуют совместно. В природе никогда не бывает магнитного поля без электрического тока и электрического тока без магнитного поля.
Рис. 22.5.
