畢奧—薩伐爾定律

畢奧—薩伐爾定律

畢奧—薩伐爾定律(英文:Biot-Savart Law)是靜磁學中描述電流元在空間任意點P處所激發的磁場。定律文字描述是電流元Idl 在空間某點P處產生的磁感應強度 dB 的大小與電流元Idl 的大小成正比,與電流元Idl 所在處到 P點的位置矢量和電流元Idl 之間的夾角的正弦成正比, 而與電流元Idl 到P點的距離的平方成反比。

表達電流與其所建立的磁場之間關係的定律。它揭示出,由電流元Idl在真空中對觀察點P所建立的磁通密度dB與導線中電流I成正比,與dl長度成正比,與電流元至P點的距離r的平方成反比,與r和dl間夾角θ的正弦成正比,即其數值為

若寫為矢量形式,有 dB的方向既垂直於dl又垂直於r,r為由dl指向觀察點的單位矢量。當由dl轉至r方向時,右手螺鏇前進的方向即dB的方向。沿迴路l流動的電流I所建立的磁通密度B為各電流元Idl作用的疊加,即B=∫dB=μ/4π∫Idl×r/r^2。
這就是畢奧-薩伐爾定律[1]的常用形式。

一根無限長直細導線附近相距為a的一點磁感應強度大小為B=μI/2πa。

上式表明某點的B與導線中電流I成正比,與該點至導線距離R成反比。B的方向與I的方向符合右手螺鏇法則。這個關係式最初由法國物理學家J.-B.畢奧和F.薩伐爾通過實驗測得,因而得名。

半徑為R的圓電流中心O點的磁感應強度大小為B=μI/2R

在需要考慮導線截面上電流分布的情況下,可將導線劃分為許多導線元,然後進行疊加,即式中J為電流密度,dV為導線中的體積元。對於在無限大均勻各向同性磁介質中的細導線,可得式中μ為該磁介質的磁導率。

該式是在上述條件下的畢奧-薩伐爾定律。

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