毕奥-萨伐尔定律
真空中电流元产生的磁感应强度为:
其中,
则
其中,
因此电流元产生的磁场与电流元的大小成正比,与距离的平方成反比。
和库仑定律一样满足反比平方定律。 方向由右手螺旋定则确定。
毕奥-萨伐尔定律的应用
直导线
在真空中有一段长为
其中
- 无限长直导线
- 半无限长直导线
- 导线延长线上的磁场
载流圆线圈轴线上的磁场
在真空中有一半径为
有
由于对称性,
式中
由于
方向满足右手螺旋定则关系。
- 若
,即场点在圆线圈中心,则 - 若载流导线为一段圆弧,则在其圆心处产生的磁场
- 若
,则
磁偶极子
定义圆电流的磁矩为
单位为
由于
该式与静电场中的电偶极子的电场强度表达式相似,而且磁感应线分布也与电偶极子的电场线分布相似,因此我们将圆电流称为磁偶极子。
载流直螺线管轴线上的磁场
可以视作无限多个载流圆线圈的叠加 设
到螺线管某个微分点的距离为
根据几何关系知:
代入上式,得
故得
- 当
时,螺线管近似为无限长,即 , ,则 - 若
点在任意一端的中心口处,且 ,则有 , 或 , ,则
可见半无限长螺线管的磁场强度是无限长螺线管磁场强度的一半。