更新时间:2024-07-01 16:08
在稳恒磁场中,磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分,等于这闭合路径所包围的各个电流的代数和乘以磁导率。这个结论称为安培环路定理(Ampere circuital theorem)。安培环路定理可以由毕奥-萨伐尔定律导出。它反映了稳恒磁场的磁感应线和载流导线相互套连的性质。
环路定理分为:
1、静电场环路定理;
2、安培环路定理。
在静电场中,场强沿任意闭合路径的线积分等于0。
与静电场力作功和路径无关是一致的,这种力场也叫保守力场或势场。
在真空中的稳恒电流磁场中,磁感应强度沿任何闭合回路L的线积分,等于穿过这回路的所有电流强度代数和的μ0倍。
它的数学表达式是:
符号规定:穿过回路L的电流方向与L的环绕方向服从右手关系时I为正,否则为负。
安培环路定理反映了磁场的基本规律。和静电场的环路定理相比较,稳恒磁场中B 的环流 ,说明稳恒磁场的性质和静电场不同,静电场是保守场,稳恒磁场是非保守场。
安培环路定律对于任一形状的闭合回路均成立。
B的环流与仅与闭合路径内电流代数和有关,而与电流在其中的分布位置无关,但路径上磁感应强度B是闭合路径内外的电流共同产生。
安培环路定理的物理意义:磁场是非保守场,不能引入势能。
利用安培环路定理求磁场的前提条件:如果在某个载流导体的稳恒磁场中,可以找到一条闭合环路l,该环路上的磁感强度B大小处处相等,B的方向和环路的绕行方向也处处同向,这样利用安培环路定理求磁感强度B的问题,就转化为求环路长度,以及求环路所包围的电流代数和的问题。
利用安培环路定理求磁场的适用范围:在磁场中能否找到上述的环路,取决于该磁场分布的对称性,而磁场分布的对称性又来源于电流分布的对称性。因此,只有下述几种电流的磁场,才能够利用安培环路定理求解。
1.电流的分布具有无限长轴对称性
2.电流的分布具有无限大面对称性
3.各种圆环形均匀密绕螺绕环
利用安培环路定理求磁场的基本步骤:
1.首先用磁场叠加原理对载流体的磁场作对称性分析;
2.根据磁场的对称性和特征,选择适当形状的环路;
3.利用公式求磁感强度。
静电场的标势称为电势,或称为静电势。在电场中,某点电荷的电势能跟它所带的电荷量(与正负有关,计算时将电势能和电荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负)之比,叫做这点的电势(也可称电位),通常用φ来表示。电势是从能量角度上描述电场的物理量。(电场强度则是从力的角度描述电场)。电势差能在闭合电路中产生电流(当电势差相当大时,空气等绝缘体也会变为导体)。电势也被称为电位。