12. 1-§. Магнит майдон ва унинг характеристикаси. 12. 2-§. Био-савар-лаплас қонуни

XII - БОБ. МАГНИТ МАЙДОН

12.1-§. Магнит майдон ва унинг характеристикаси.

12.2-§. Био-савар-лаплас қонуни.

12.3 -§. Магнит майдондаги токли ўтказгичга таoсир қилувчи куч. Ампер кучи

12.4-§. Лорентц кучи.
12.5-§. Зарядли зарраларнинг магнит майдондаги харакати. Циклотрон

XVIII асрдаёқ француз физиги Араго томонидан чақмоқ разряди натижасида темир буюмларнинг магнитланиши, компаснинг эса магнитсизланиш ходисаси ўз китобларида баён этилган эди. Бу ходиса магнит ходисалари билан электр ходисалари ўртасида боғлиқлик мавжудлигини кўрсатар эди. Бундай фаразнинг тўғри эканлигини 1820 йилда даниялик физик Эрстед ўз тажрибасида тўғри токнинг магнит стрелкасига таoсири орқали тасдиқлади. Тинч турган заряд магнит стрелкасига таoсир қилмайди, фақат харакатлана-ётган электр зарядларигина магнит таoсирига эгадир.

Шундай қилиб, хара-катланаётган электр зарядлари атрофида майдоннинг яна бир тури - магнит майдони хосил бўлиши аниқланди. Электростатик майдонни текширганимизда биз “синов” зарядидан фойда-ланган эдик. Энди магнит майдонини текширишда магнит стрелкасидан ёки “синов контури” деб аталадиган токли берк контур дан фойдаланамиз (12.1-расм). Контурнинг характеристикаси сифатида контурдан ўтаётган ток кучи I билан контур юзи S кўпайтмасига миқдоран тенг бўлган ва контурнинг мусбат нормали бўйлаб йўналган вектордан фойдаланилади, яoни
(12.1)

векторни контурнинг магнит моменти деб аталади. 12.1 даги - мусбати нормалp йўналишдаги бирлик вектордир. Парма қоидасидан фойдалансак, парма дастасининг айланма харакати йўналиши контурдаги токнинг йўналиши билан мос тушса, унинг илгариланма харакати йўналиши эса контур юзига ўтказилган мусбат нормалнинг йўналишини кўрсатади. (12.1-расм).

Синов контурини магнит майдонига киритганимизда майдон контурга йўналтирувчи таoсир кўрсатиб, уни мусбат нормал билан маoлум йўналишга буришини кўрамиз. Агар контурни нормалp йўналиши билан майдон йўналиши мос келмайдиган қилиб жойлаштирсак контурни мувозанат холатга қайтарувчи айланма момент хосил бўлади. Моментнинг катталиги нормалp билан майдон йўналиши орасидаги бурчакка боғлиқ бўлиб, бурчак /2 тенг бўлганда айлантирувчи момент ўзининг максимал М_макс қийматига эришади. Магнит майдоннинг берилган нуқтасига Р_m нинг қийматлари турлича бўлган синов контурларини навбатма – навбат киритсак, уларга таoсир этадиган айлантирувчи моментларнинг максимал қийматлари М_макс хам турлича бўлади. Лекин М_макс/Р_m нисбат барча контурлар учун бир хил бўлганлигидан, уни майдоннинг миқдорий характеристикаси деб қараш мумкин.
Хар бир синов контурига таoсир этувчи М_макс ни Р_m га нисбати, магнит майдоннинг айни нуқтаси учун ўзгармас катталик бўлиб, магнит индукция вектори (В) деб аталади.
(12.2)
Магнит индукция вектори В нинг йўналиши М ва Р_m­ йўналишлари билан қуйидагича боғланган
(12.3)
Магнит индукция векторининг СИ даги бирлиги Тесла (Тл) деб аталади.

(12.2) га биноан магнит майдоннинг индукция векторини қуйидагича таoрифлаш мумкин.
Магнит майдоннинг бирор нуқтасидаги индукция вектори деб, майдоннинг шу нуқтасига киритилган, магнит моменти бир-бирликка тенг бўлган “синов контури” га таoсир қилувчи максимал айлантирувчи куч моментига миқдор жихатдан тенг бўлган физик катталикка айтилади.


Магнит майдонни график усулда тасвирлаш учун магнит индукция чизиқларидан фройдаланилади. Магнит индукция чизиқлари деб шундай эгри чизиқларга айтиладики, унинг хар бир нуқтасида магнит индукция вектори уринма равишда йўналгандир.
Магнит индукция чизиқларининг зичлиги, яoни магнит индукция векторига перпендикуляр жойлашган бир-бирлик юза орқали ўтувчи индукция чизиқларининг сони, майдоннинг ушбу сохасидаги магнит индукция векторининг миқдор жихатдан характерлайди. Мактаб физика курсидан маoлумки, юпқа қатлам қилиб темир қипиқлари сепилган кардондан вертикал ўтказилган тўғри ток атрофида вужудга келган магнит майдони маркази вертикал ўқда ётган концентрик айланалардан иборат бўлади.(12.2-расм). Магнит индукция чизиқларининг йўналишини аниқлашда парма қоидасидан фойдаланамиз: агар ўнг парманинг илгарилама харакати токнинг йўналиши билан мос тушса, парма дастасининг айланиш йўналиши магнит индукция чизиқларининг йўналишини кўрсатади.
Айлана шаклидаги токли ўтказгич атрофидаги темир қипиқлари концентрик айланалар хосил қилмасдан, берк ёпиқ чизиқлар бўйлаб жойлашади (12.3-расм).
Бу холда айланма ток учун парма қоидасини қуйидагича қўллаш мумкин: агар парма дастасини айланма ток йўналишида айлантирсак,парманинг илгарилама харакати айланма ток ичидаги магнит индукция чизиқларининг йўналишини крўсатади.
Энди 12.4-расмда кўрсатилган соленоиддан ўтаётган токни умумий ўққа эга бўлган айланма токлар системаси деб қараб, унинг магнит майдонининг график тасвирини кўрайлик. Соленоиднинг ички қисмида магнит индукция чизиқлари соленоид ўқига параллел чизиқлардан иборат бўлади.
С

оленоид учларига яқинлашган сари магнит майдон индукция чизиқлари эгри чизиқларга айланади ва сонеоиднинг ташқарисида ўзаро туташиб ёпиқ чизиқларга айланади.
Шундай қилиб, хар қандай токли ўтказгичларнинг шаклларидан қатoий назар бу ўтказгичлар атрофида хосил бўлган магнит индукция чизиқлари берк чизиқлардан иборат бўлади.