Куда направлен вектор индукции магнитного поля? Как определить куда направлен вектор магнитной индукции


Направление вектора магнитной индукции

Магнитное поле характеризуют при помощи вектора магнитной индукции (\overline{B}).

Если свободно вращающуюся магнитную стрелку, которая является небольшим магнитом, обладающим полюсами (северным (N) и южным(S)), поместить в магнитное поле, то она будет поворачиваться до тех пор, пока не установится определённым образом. Аналогично ведет себя рамка с током, повешенная на гибком подвесе, имеющая возможность поворачиваться. Способность магнитного поля ориентировать магнитную стрелку используют для того, чтобы определить направление вектора магнитной индукции.

Направление вектора магнитной индукции

Так, направлением вектора магнитной индукции считают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, которая может свободно поворачиваться в магнитном поле.

Такое же направление имеет положительная нормаль к замкнутому контуру с током. Направление положительной нормали определяют при помощи правила правого винта (буравчика): положительная нормаль направлена туда, куда поступательно перемещался бы буравчик, если бы его головку вращали по направлению течения тока в контуре.

Применяя контур с током или магнитную стрелку, можно выяснить, как направлен вектор магнитной индукции магнитного поля в любой точке.

Для определения направления вектора \overline{B} иногда удобно использовать так называемое правило правой руки. Его применяют следующим образом. Пытаются в воображении охватить правой рукой проводник таки образом, чтобы при этом большой палец указывал направление силы тока, тогда кончики остальных пальцев направлены так же как вектор магнитной индукции.

Частные случаи направления вектора магнитной индукции прямого тока

Если магнитное поле в пространстве создается прямолинейным проводником с током, то магнитная стрелка будет в любой точке поля устанавливаться по касательной к окружностям, центры которых лежат на оси проводника, а плоскости перпендикулярны проводу. При этом направление вектора магнитной индукции определим, используя правило правого винта. Если винт вращать так, что он будет поступательно двигаться по направлению силы тока в проводе, то вращение головки винта совпадает с направлением вектора \overline{B}. На рис. 1 \overline{B} направлен от нас, перпендикулярно плоскости рисунка.

Направление вектора магнитной индукции, рисунок 1

Ориентируясь на местности при помощи компаса, мы каждый раз проводим опыт по определению направления вектора \overline{B} Земного поля.

Пусть в магнитном поле движется заряженная частица, тогда на нее действует сила Лоренца ({\overline{F}}_L), которая определена как:

    \[{\overline{F}}_L=q\left[\overline{v}\times \overline{B}\right] \qquad (1)\]

где q – заряд частицы; \overline{v} – вектор скорости частицы. Сила Лоренца и вектор магнитной индукции всегда взаимно перпендикулярны. Для заряда большего нуля (q>0), тройка векторов {\overline{F}}_L,\ \overline{v} и \overline{B} связана правилом правого винта (рис.2).

Направление вектора магнитной индукции, рисунок 2

Линии магнитного поля и направление вектора B

Визуализировать картину магнитного поля можно при помощи линий магнитной индукции. Линиями магнитной индукции поля называют линий, для которых касательными в любой точке являются векторы магнитной индукции рассматриваемого поля. Для прямого проводника с током линиями магнитной индукции являются концентрические окружности, плоскости их перпендикулярны проводнику, центры на оси провода. Специфика линий магнитного поля заключена в том, что они бесконечны и являются всегда замкнутыми (или уходящими в бесконечность). Это означает, что магнитное поле является вихревым.

Принцип суперпозиции вектора B

Если магнитное поле создано не одним, а совокупностью токов или движущихся зарядов, то оно находится как векторная сумма отдельных полей, создаваемых каждым током или движущимся зарядом отдельно. В виде формулы принцип суперпозиции записывают как:

    \[\overline{B}=\sum{{\overline{B}}_i} \qquad (2)\]

Или:

    \[\overline{B}=\int{d\overline{B}} \qquad (3)\]

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Как определить направление вектора магнитной индукции?

Магнитное поле ориентирует магнитную стрелку или контур с током, то есть стремится установить стрелку или перпендикуляр к плоскости вика в определенном направлении. Данное направление принято считать направлением магнитного поля. Одна из основных характеристик магнитного поля — вектор магнитной индукции (\vec B). Направление \vec B и является направлением, в котором ориентируется магнитная стрелка или перпендикуляр к плоскости витка с током. Из двух существующих направлений нормали (\vec n) принимают то, связанное с направлением тока в контуре при помощи правила правого винта: Если вращать винт с правой винтовой резьбой по направлению тока в контуре, то поступательное перемещение винта вдоль нормали и есть направление \vec B. Иногда в ответ на вопрос: «Как определить направление вектора магнитной индукции?» говорят: «Направление \vec B совпало с направлением вектора магнитного момента контура с током (\vec p_m)», где p_m=I\cdot S (I — сила тока в контуре; S — площадь, которую ограничивает контур). Или за направление вектора магнитной индукции в точке поля принимают направление, в котором располагается положительная нормаль к рамке с током. В качестве направления магнитного поля принимают также направление, которое совпадает с направлением силы, действующей на северный полюс магнитной стрелки, которая располагается в рассматриваемой точке поля. На магнитную стрелку действуют две силы (по одной на каждый полюс). Они поворачивают стрелку так, чтобы ее ось, объединяющая полюса стрелки, совпадала с направлением поля. 

ru.solverbook.com

Направление - вектор - магнитная индукция

Направление - вектор - магнитная индукция

Cтраница 1

Направление вектора магнитной индукции В будет непрерывно изменяться с течением времени, т.е. поле будет вращающимся.  [2]

Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением магнитных силовых линий.  [3]

Направление вектора магнитной индукции В в каждой точке магнитного поля совпадает с направлением касательной к магнитной силовой линии в этой точке. Поэтому магнитные силовые линии называют также линиями магнитной индукции.  [4]

Направление вектора магнитной индукции в этом случае определяется следующим правилом.  [5]

Направления векторов магнитной индукции, определенные по правилу буравчика для каждой катушки, суммируются геометрически и дают результирующий вектор магнитной индукции В, направленный, как показано на рисунке стрелкой. В момент времени 2 ток в катушке фаз А и С имеет то же направление, что и при моменте времени /, а в катушке фазы В переменит направ - 4.28. График трех токов, сдви - ление на обратное. Как видно из рассмотрения всех шести моментов времени, вектор максимальной магнитной индукции В за полный период Т опишет полную окружность. Далее процесс повторится, что и свидетельствует о наличии вращающегося магнитного поля.  [6]

Направление вектора магнитной индукции В в каждой точке магнитного - юля совпадает с-направлением касательной к магнит ной силовой линии в этой точке. Поэтому магнитные силовые линии называют также линиями магнитной индукции.  [7]

Направление вектора магнитной индукции перпендикулярно векторам силы и скорости и совпадает с поступательным перемещением правого винта ( или буравчика), если вращать его в направлении от вектора силы к вектору скорости частицы с положительным зарядом.  [8]

Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением касательной к магнитным линиям и в изотропных средах с направлением вектора напряженности поля. Так как, кроме того, плотность магнитных линий пропорциональна интенсивности поля, которая характеризуется магнитной индукцией, то магнитные линии являются линиями магнитной индукции.  [9]

Направление вектора магнитной индукции поля, созданного проводником с током, определяется правилом буравчика ( правило правого винта) ( ср.  [10]

Направление вектора магнитной индукции поля, созданного проводником с током, определяется правилом буравчика ( правило правого винта) ( ср.  [11]

В воздухе направление векторов магнитной индукции В и напряженности магнитного поля Н совпадают и связаны соотношением Н В / [ Ио, где цо4л - 10 - 7 Гн / м - магнитная постоянная.  [12]

Как связаны направления векторов магнитной индукции в точках таких полей с направлениями токов, их создающих. Какой характер имеет магнитное поле внутри и вне соленоида с током. Как определяют полярность соленоида с током.  [13]

Какое направление принимается за направление вектора магнитной индукции.  [14]

На рис. 372 показано направление вектора магнитной индукции и положение площадки в обоих случаях. По определению поток магнитной индукции ФВ5созсс, где а - угол между перпендикуляром п к площадке и направлением вектора магнитной индукции.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Магнитное поле, силовые линии, вектор магнитной индукции, принцип суперпозиции. Курсы по физике

Тестирование онлайн

  • Магнитное поле. Основные понятия

  • Магнитное поле. Вектор магнитной индукции

Магнитное поле

Уже в VI в. до н.э. в Китае было известно, что некоторые руды обладают способностью притягиваться друг к другу и притягивать железные предметы. Куски таких руд были найдены возле города Магнесии в Малой Азии, поэтому они получили название магнитов.

Посредством чего взаимодействуют магнит и железные предметы? Вспомним, почему притягиваются наэлектризованные тела? Потому что около электрического заряда образуется своеобразная форма материи - электрическое поле. Вокруг магнита существует подобная форма материи, но имеет другую природу происхождения (ведь руда электрически нейтральна), ее называют магнитным полем.

Для изучения магнитного поля используют прямой или подковообразный магниты. Определенные места магнита обладают наибольшим притягивающим действием, их называют полюсами (северный и южный). Разноименные магнитные полюса притягиваются, а одноименные - отталкиваются.

Для силовой характеристики магнитного поля используют вектор индукции магнитного поля B. Магнитное поле графически изображают при помощи силовых линий (линии магнитной индукции). Линии являются замкнутыми, не имеют ни начала, ни конца. Место, из которого выходят магнитные линии - северный полюс (North), входят магнитные линии в южный полюс (South).

Магнитное поле можно сделать "видимым" с помощью железных опилок.

Магнитное поле проводника с током

А теперь о том, что обнаружили Ханс Кристиан Эрстед и Андре Мари Ампер в 1820 г. Оказывается, магнитное поле существует не только вокруг магнита, но и любого проводника с током. Любой провод, например, шнур от лампы, по которому протекает электрический ток, является магнитом! Провод с током взаимодействует с магнитом (попробуйте поднести к нему компас), два провода с током взаимодействуют друг с другом.

Силовые линии магнитного поля прямого тока - это окружности вокруг проводника.

Направление вектора магнитной индукции

Направление магнитного поля в данной точке можно определить как направление, которое указывает северный полюс стрелки компаса, помещенного в эту точку.

Направление линий магнитной индукции зависит от направления тока в проводнике.

Определяется направление вектора индукции по правилу буравчика или правилу правой руки.

Вектор магнитной индукции

Это векторная величина, характеризующая силовое действие поля.

Индукция магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током на расстоянии r от него:

Индукция магнитного поля в центре тонкого кругового витка радиуса r:

Индукция магнитного поля соленоида (катушка, витки которой последовательно обходятся током в одном направлении):

Принцип суперпозиции

Если магнитное поле в данной точке пространства создается несколькими источниками поля, то магнитная индукция - векторная сумма индукций каждого из полей в отдельности

Земля является не только большим отрицательным зарядом и источником электрического поля, но в то же время магнитное поле нашей планеты подобно полю прямого магнита гигантских размеров.

Географический юг находится недалеко от магнитного севера, а географический север приближен к магнитному югу. Если компас разместить в магнитном поле Земли, то его северная стрелка ориентируется вдоль линий магнитной индукции в направлении южного магнитного полюса, то есть укажет нам, где располагается географический север.

Характерные элементы земного магнетизма весьма медленно изменяются с течением времени - вековые изменения. Однако время от времени происходят магнитные бури, когда в течение нескольких часов магнитное поле Земли сильно искажается, а затем постепенно возвращается к прежним значениям. Такое резкое изменение влияет на самочувствие людей.

Магнитное поле Земли является "щитом", прикрывающего нашу планету от частиц, проникающих из космоса ("солнечного ветра"). Вблизи магнитных полюсов потоки частиц подходят гораздо ближе к поверхности Земли. При мощных солнечных вспышках магнитосфера деформируется, и эти частицы могут переходить в верхние слои атмосферы, где сталкиваются с молекулами газа, образуются полярные сияния.

Частицы диоксида железа на магнитной пленке хорошо намагничиваются в процессе записи.

Поезда на магнитной подушке скользят над поверхностью совершенно без трения. Поезд способен развивать скорость до 650 км/ч.

Работа головного мозга, пульсация сердца сопровождается электрическими импульсами. При этом в органах возникает слабое магнитное поле.

fizmat.by

Вектор индукции магнитного поля

Определение

Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции $\overrightarrow{B}$. Вектор магнитной индукции является основной характеристикой магнитного поля. Он равен пределу отношения силы, с которой магнитное поле действует на элементарный ток ($Idl$) к произведению тока $(I)$ и величины элемента проводника ($dl$):

Вектор индукции направлен перпендикулярно направлению элементарного тока (или чаще говорят элементу проводника ($\overrightarrow{dl}$)) из (1) и перпендикулярен направлению силы, которая действует со стороны магнитного поля.

Если $\overrightarrow{B}$=const, то магнитное поле называют однородным. Если магнитное поле неизменно во времени, то его называют постоянным.

Иногда модуль вектора индукции однородного магнитного поля определяют как:

где $M_{max}$ -- максимальный вращающий момент, действующий на контур с током, который помещен в магнитное поле, $p_m=IS$ -- магнитный момент контура ($S$- площадь контура). За направление вектора $\overrightarrow{B}$ принимают направление, в котором устанавливается под действием поля положительная нормаль к контуру с током. Или иначе, говорят, что вектор магнитной индукции направлен в сторону поступательного перемещения правого винта, если его вращать по направлению течения тока в контуре.

Очень часто, определение для вектора магнитной индукции записывают в виде:

где $\overrightarrow{dF}$ -- сила, действующая на элемент с током. В том случае, если проводник прямолинейный и магнитная индукция во всех точках постоянна, то формулу (2) можно преобразовать в выражение:

Рис. 1

Модуль вектора индукции можно определить, так же исходя из силы Лоренца ($\overrightarrow{F}$), которая действует на движущуюся, со скоростью $\overrightarrow{v}$ заряженную частицу (заряд q) в магнитном поле:

Основной единицей измерения магнитной индукции в системе СИ является тесла (Тл).

Принцип суперпозиции вектора индукции магнитного поля

Эмпирический доказано, что для магнитного поля выполняется принцип суперпозиции:

Если магнитное поле порождается несколькими токами (движущимися зарядами), то оно равно векторной сумме отдельных полей:

Пример 1

Задание: Проводник имеет форму квадрата, сторона которого равна d, по нему течет ток силы I. Найдите магнитную индукцию поля в точке пересечения диагоналей квадрата.

Решение:

Допустим, что плоскость проводника совпадает с плоскостью рис.2. Зададим направление токов.

Рис. 2

В точке О магнитное поле создают четыре прямолинейные проводника с током. Напряженности всех четырех полей направлены в соответствии с правилом правого винта от нас, перпендикулярно плоскости рисунка. Следовательно, векторную сумму полей в принципе суперпозиции заменим на алгебраическую, запишем:

\[B=B_1+B_2+B_3+B_4\left(1.1\right).\]

Причем из симметрии, очевидно, что модули всех индукций равны, значит, запишем, что:

\[B=4B_1\left(1.2\right).\]

В разделе «Электромагнетизм» мы нашли, формулу для расчета модуля вектора магнитной индукции прямолинейного проводника с током. В применении к нашему случаю модуль $\overrightarrow{B}$ будет иметь вид:

\[B_1=\frac{{\mu }_0I}{4\pi b}\left(cos\alpha -cos\beta \right)\left(1.3\right),\]

углы $\alpha $ и $\beta $ указаны на рис.1. В (1.3) $\beta =\pi -\alpha \to cos\beta ={cos \left(\pi -\alpha \right)\ }=-cos\alpha .$ Перепишем (1.3):

\[B_1=\frac{{\mu }_0I}{2\pi b}cos\alpha \left(1.4\right).\]

Так как мы имеем дело с квадратом, то заметим, что: $b=\frac{d}{2},\alpha =\frac{\pi }{4}\to cos\alpha =\frac{\sqrt{2}}{2}.$ Подставим в (1.4), то что мы получили и (1.4) подставим в (1.2), имеем:

\[B=4\cdot \frac{{\mu }_0I}{\pi d}\cdot \frac{\sqrt{2}}{2}=\frac{2\sqrt{2}}{\pi d}{\mu }_0I.\]

Ответ: $B=\frac{2\sqrt{2}}{\pi d}{\mu }_0I.$

Пример 2

Задание: Бесконечно длинный проводник с током (I) согнут под прямым углом (рис.2). Найдите магнитную индукцию поля в точке А, которая указана на рис. 3.

Рис. 3

Решение:

В точке А поле создается двумя частями проводника:

\[\overrightarrow{B}=\overrightarrow{B_{II}}+\overrightarrow{B_{\bot }}\left(2.1\right).\]

Рассмотрим горизонтальный участок, на продолжении которого лежит точка А. Этот участок проводника с током создает поле в точке А индукция $(\overrightarrow{B_{II}})$которого, равна нулю, так как в точке А углы между всеми элементами с током и радиус-векторами будут равны $\pi .\ $Следовательно, векторное произведение ($\left[d\overrightarrow{l}\overrightarrow{r}\right]$), в законе Био -- Савара -- Лапласа равно нулю:

\[\overrightarrow{B}=\frac{{\mu }_0}{4\pi }\oint{\frac{I\left[d\overrightarrow{l}\overrightarrow{r}\right]}{r^3}}\left(2.2\right),\]

где $\overrightarrow{r}$ -- радиус-вектор, проведенный от элемента тока $Id\overrightarrow{l}$ к точке, в которой ищется индукция магнитного поля ($\overrightarrow{B}$).

Индукция магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током (I) в точке А была бы равна:

\[B'=\frac{{\mu }_0}{2\pi }\frac{I}{b}\left(2.3\right).\]

У нас полу бесконечный проводник, следовательно, из принципа суперпозиции получим, что для нашего проводника индукция равна:

\[{B=B}_{\bot }=\frac{1}{2}B'=\frac{{\mu }_0}{\pi }\frac{I}{b}.\]

Ответ: $B=\frac{{\mu }_0}{\pi }\frac{I}{b}.$

spravochnick.ru

Глава 15. Магнитное поле

§ 15.1 Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение

Все электрические и магнитные явления взаимосвязаны и взаимоза­висимы, так как являются различными формами проявления единого электромагнитного поля.

Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды (токи). Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем проводники с током, подобно тому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле. Магнитное поле постоянных магнитов также создается электрическими микротоками, циркулирующими внутри молекул вещества (гипотеза Ампера).

Магнитным полем называется вид материи, через которую передаётся силовое воздействие на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом.

Пробным элементом для изучения магнитного поля является бесконечно маленькая магнитная стрелка или контур с током, которые своим магнитным полем не искажают исследованное поле. Основным свойством неизменного во вре­мени магнитного поля служит силовое воздейст­вие его как на движущиеся в нем заряженные тела, так и на проводники с электрическим током (неподвижный электрический заряд, находящий­ся в магнитном поле, не испытывает никакого воздействия с его стороны).

Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции .

❖ Единица магнитной индукции — тесла (Тл).

Магнитное поле может быть описано полностью, если в каждой его точке найдены модуль и направление магнитной индукции .

Подобно тому, как электрические поля графически изображают с помощью линий напряжённости (силовых линий), магнитные поля изображают с помощью линий магнитной индукции (силовых линий).

Линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в данной точке совпадают по направлению с вектором в этой точке. Направление линий магнитной индукции связано с направлением тока в проводнике.

Направление В можно определить по правилу буравчика (рис.15.1): если буравчик с правой резьбой ввинчивать по направлению тока в проводнике, то направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции магнитного поля, создаваемого этим током.

а

б

Есть и другое правило для определения направления – правило обхвата правой рукой: если обхватить проводник правой рукой, направив отставленный большой палец вдоль тока, то остальные пальцы этой руки укажут направление вектора магнитной индукции магнитного поля данного тока.

Силовые линии магнитного поля прямолинейного провода с током представляют собой концентрические окружности, охватывающие проводник и лежащие в плоскости перпендикулярной току. Центр этих окружностей находится на оси проводника.

Силовые линии магнитного поля не имеют ни начала, ни конца, они либо замкнуты, либо выходят из бесконечности и уходят снова в бесконечность. Это отличает их от линий напряжённости электрического поля. Замкнутость силовых линий магнитной индукции говорит о том, что в магнитном поле не существует источников и стоков, или в природе не существует магнитных зарядов, на которых они начинались или кончались. Такие поля называют вихревыми.

Магнитное поле является вихревым.

Циркуляция вектора магнитной индукции по любому замкнутому контуру не равна нулю:

(15.1)

В отличии от потенциального, каким является электростатическое поле

Магнитное поле называют однородным, если векторы магнитной индукции во всех его точках одинаковы:

(15.2)

Линии магнитной индукции однородного поля параллельны, и их густота везде одинакова. Плотностью линий магнитной индукции можно характеризовать магнитную индукцию .

Обобщая экспериментальные данные французских физиков Био и Савара, Лаплас (французский математик) предложил формулу, по которой можно вычислить индукцию магнитного поля, создаваемого элементом тока в точке М, расположенной от этого элемента на расстоянии r (рис. 15.2)

или

(15.3)

По формуле (15.3) определяем индукцию поля, создаваемого участком проводника, по которому течёт ток I. Чтобы найти индукцию магнитного поля, создаваемого всем проводником, нужно применить принцип суперпозиции, или наложения полей.

Определим напряжённость поля, создаваемого прямолинейным бесконечно длинным проводником с током в точке М, находящейся на расстоянии r0 от проводника. Выделим на проводнике элемент тока Idℓ (рис. 15.2) и проведем радиус-вектор г в точ­ку М. Магнитная индукция поля, создаваемо­го в точке М элементом тока Idℓ, опре­деляется по формуле (15.3). Из рис. 15.2 видно, что

(15.4)

(15.5)

Подставляя эти выражения в (15.3), находим, что магнитная индукция поля, соз­даваемая элементом тока dℓ, равна

(15.6)

Чтобы определить магнитную индукцию, создаваемого бесконечно длинным прямолинейным проводником с током, нужно про­интегрировать выражение (15.6) в пределах от α1 до α2

(15.7)

Используя формулу (15.7) можно определить магнитную индукцию поля, создаваемого проводником конечной длины (рис.15.3).

Для бесконечно длинного проводника: α1→0; cos 0=1.

α1→π; cos π =-1

Подставим в (15.7), получим

(15.8)

Магнитная индукция поля, создаваемого бесконечно длинным проводником, равна

(15.9)

Я = -

П усть ток протекает по окружности (рис. 15.4). В этом случае все элементы проводника перпендикулярны радиус-векторуr и sinα=1. Расстояние всех элементов проводника до центра одинаково и равно r.

Магнитная индукция в центре кругового тока равна

(15.10)

Принцип суперпозиции позволяет описать поле, создаваемое любой системой проводников. В общем случае принцип суперпозиции для магнитных полей формулируется так: магнитная индукция поля, создаваемого несколькими проводниками с током, равна векторной сумме магнитных индукций, создаваемых каждым из проводников в отдельности.

или(15.11)

Из принципа суперпозиции полей следует, что при наложении полей они не оказывают никакого влияния друг на друга.

Магнитное поле в вакууме принято характеризовать не индукцией В, а напряжённостью Н магнитного поля. Эти величины связаны между собой:

(15.12)

Векторы и совпадают по направлению.

studfiles.net

Куда направлен вектор индукции магнитного поля?

профессор думает)) вектор - доктор вэртэр так ведь)

по правилу Буравчика

От северного полюса магнита к южному

Физика 11 класс... Вектор магнитной индукции... Вектор всегда направлен в поле с более низким потенциалом... как и силы в сторону более низкого давления... система стремиться заполнить чтобы уравнять потенциалы и баланс Читаем: "Мы видели, что в магнитном поле рамка с током на гибком подвесе, со стороны которого не действуют силы упругости, препятствующие ориентации рамки, поворачивается до тех пор, пока она не установится определенным образом." Уточняем определенным образом значит в направлении север - юг... Далее.. "Вам известно, что так же ведет себя и магнитная стрелка — маленький продолговатый магнит с двумя полюсами на концах — южным S и северным N.", которая тоже показывает направление север юг..." Читаем далее "Опыт по определению направления вектора индукции магнитного поля Земли проводит каждый, кто ориентируется на местности по компасу. Для магнитного поля прямолинейного проводника с током из приведенных ранее опытов следует, что линии магнитной индукции — концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной этому проводнику с током (см. рис. 1.9). Центр окружностей находится на оси проводника. Стрелки на линиях указывают, в какую сторону направлен вектор магнитной индукции, касательный к данной линии.".. На самом деле это не замкнутые окружности, а спираль вдоль провода с током. Эту спираль называют электромагнитным полем. Читаем далее "Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты." Тут грубейшая ошибка в учебнике.. посему поправим - линии магнитной индукции начинаются на магнитных полюсах планеты. В каждой точке земной поверхности, которая пронизана линиями магнитного поля земли, находятся всегда два полюса. Читаем далее.. "Поля с замкнутыми векторными линиями называют вихревыми. Магнитное поле — вихревое поле." Тут ошибочка опять. Магнитное поле в покое неподвижно. Если насыпать опилки на лист, а под листом вращать магнит - структура силовых линий будет неподвижной. Структура магнитного поля земли в каждой точке земли находится в потенциальном состоянии. Если структуру магнитного поля земли изменить, например посредством рамки с постоянным током, то магнитное поле становится вихревым или тем что называют электромагнитным полем и оно, это вихревое поле стремится к магнитным полюсам планеты и в свою очередь поварачивает рамку с током вдоль магнитного меридиана, т. е в направлении север юг. Сила с которой рамка поварачивается в направлении север юг называют вектором силы Ампера. Если напряжение менять, т. е делать его переменным, то будет меняться вектор силы, который поварачивает рамку с током и будет вращение электромотора. Изменения структуры магнитного поля земли могут быть вызваны любым градиентом, т. е разницей в каких то параметрах. Разница температур, давления, расстояния и прочие вызывает разницу потенциалов т. е напряжение и это изменяет структуру магнитного поля земли.

science.ques.ru