שדה מגנטי

שדה מגנטי - נוסחת השדה הנוצר מזרם

שדה מגנטי נוצר כאשר זורם זרם חשמלי. קיימים כמה מצבים נפוצים של יצירת שדה מגנטי.

תיל ישר וארוך

כאשר זרם I זורם בתיל ישר, השדה המגנטי B במרחק r מהתיל מחושב לפי:

$$ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} $$

כיוון השדה נקבע לפי כלל יד ימין: אגודל בכיוון הזרם, האצבעות מתעקלות בכיוון השדה (מעגלים סביב התיל).

מרכז טבעת זרם

עבור טבעת (לולאה) בעלת רדיוס R הנושאת זרם I, השדה במרכזה:

$$ B = \frac{\mu_0 I}{2R} $$

אם יש מספר טבעות N מונחות זו על גבי זו (סליל קצר), השדה במרכז מוגדל פי מספר הטבעות:

$$ B = \frac{\mu_0 N I}{2R} $$

סלילון (Solenoid)

לסלילון ישר וארוך עם N סיבובים לאורך L, השדה בתוך הסלילון כמעט אחיד ומחושב כך:

$$ B = \mu_0 n I \, , \quad n = \frac{N}{L} $$

כאשר n הוא מספר הליפופים ליחידת אורך. שימו לב: השדה בתוך סלילון ארוך אינו תלוי במרחק מהציר - הוא אחיד לאורך כל תוכו (בדומה לשדה של קבל לוחות מקבילים בחשמל סטטי).

הקבוע \( \mu_0 \)

\( \mu_0 \) הוא קבוע החדירות המגנטית של הריק, בעל ערך:

$$ \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \frac{T\cdot m}{A} $$

קבוע זה משחק בתורת המגנטיות תפקיד מקביל לזה של \( \varepsilon_0 \) בתורת החשמל הסטטי.