電磁気学は、電磁力の研究を扱う物理学の分野です。これは、本来帯電している粒子間で発生する一種の相互作用です。電磁場は電場と磁場で構成されており、それらが一緒になって電磁気力として知られるものを生成し、両方の場の間の関係はビオ・サバールの法則として知られています.
Jean-Baptiste Biot と Felix Savart は、電場と磁場の間に関係があるという理論を思いついた最初の科学者でした。 1820 年に、彼らは一緒に、電流の存在下で磁場が生成されることを証明する方程式を考え出しました。ビオ・サバールの法則は、静磁の基礎を形成し、静磁におけるクーロンの法則と同等です。ビオ・サバールの法則とその応用について詳しく見てみましょう。
ビオ・サバールの法則とは?
導体を流れる電流または移動する電荷は、磁場を生成するように設定されます。近くの空間の任意の点で構築される磁場の量は、近くの小さな電流を運ぶ各導体からのすべての影響の合計と見なされます。この法則は、空間の任意の点での磁場は、磁場に影響を与える可能性のある多くの要因に応じて、電流を運ぶ導体から直接発生すると述べています。要因は次のとおりです。
まず、任意の点での磁場の値は、導体内の電流値と通電セグメントの長さの 2 つに正比例します。 .
第二に、フィールドの値は、電流のセグメントに関するポイントの位置にも依存します。ポイントから現在の最短セグメントまでの線が現在のセグメントに対して直角である場合、フィールドは最大になるように設定されます。角度が小さくなると磁場は減少し始め、現在の要素が含まれる線上に点があると、最終的にゼロになります。
最後に、磁場は点と現在の要素の間の距離の影響を受けます。それらの間の距離がxの場合、フィールドはx2小さいことが確立されています。簡単に言えば、磁場の値は、磁場の発生源からの距離の 2 乗に反比例します。
ビオ・サバール法の適用
ビオ・サバールの法則にはいくつかの適用例があります。そのうちのいくつかは次のとおりです。
<オール>2 つの平行で長い通電導体間の力:
電流が同じ方向にある場合、電流が流れる 2 つの長く平行なワイヤが互いに引き合い、電流が反対方向にある場合、互いに反発するという関係を確立できます。
距離 d にある 2 本の平行なワイヤ A と B が、同じ方向と反対方向に電流を流しているとします。電流が同じ方向に流れている場合、ワイヤ A は近くのすべてのポイントでフィールド B1 を生成します。距離 d での電流 I1 による B1 の大きさは
になります。
方向 F2 は、ベクトル規則を使用して評価できます。左を指しながら平面内にあります。
I2 が I1 と同じ方向にある場合、力の方向は A に向かい、反対方向にある場合は A から離れます。
ワイヤー B の単位長さあたりの力
「i」が「r」のワイヤ半径の 1 ターンを流れる電流である場合、コイルを流れる電流により、コイルの中心での磁気誘導が計算されます。
この場合、中点での接線と垂線の点で描かれた半径として。この結果、円形ワイヤによる磁気誘導は、生成される磁気誘導の合計に等しくなります。これは、すべての磁気誘導が同じ方向に流れるためです。したがって、ワイヤ全体に流れる電流による総磁気誘導は、上記の式を l =0 から l =2πr の範囲内で積分することによって得られます
ビオ・サバール法の重要性
電流を運ぶ小さな導体に関しては、この法律は非常に重要です。
法則は対称電流分布に適用されます。
この法則は、静電気におけるクーロンの法則に非常に似ています。
結論
今日私たちが議論したのは、ビオ・サバールの法則と、この法則が電磁気学の分野で非常に重要である理由です.ビオ・サバールの法則の適用を検討した後、ルールの基本的な概念を簡単に理解できます。重要な発見は、電子的に荷電された導体または移動粒子を流れる電流が磁場を生成することです。生成される磁場の量は、ビオ・サバールの法則の式を形成するいくつかの要因に依存します。
