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安培環(huán)路定理怎么理解
安培環(huán)路定理(Ampere Circuital Theorem)是在穩(wěn)恒磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿任何閉合路徑的線積分,等于這閉合路徑所包圍的各個(gè)電流的代數(shù)和乘以磁導(dǎo)率。它反映了穩(wěn)恒磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線和載流導(dǎo)線相互套連的性質(zhì)。
安培環(huán)路定理可以由畢奧-薩伐爾定律導(dǎo)出,它反映了穩(wěn)恒磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線和載流導(dǎo)線相互套連的性質(zhì)。在垂直于長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的平面內(nèi),以載流導(dǎo)線為圓心作一條半徑為r 的圓形環(huán)路l,根據(jù)安培環(huán)路定理,在這圓周上任一點(diǎn)的磁感強(qiáng)度H的大小為 其方向與圓周相切。取環(huán)路的繞行方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,取線元矢量dl,則H與dl間的夾角,H沿這一環(huán)路 l 的環(huán)流為 式中積分 是環(huán)路的周長(zhǎng)。于是上式可寫(xiě)成為 從上式看到,H沿此圓形環(huán)路的環(huán)流 只與閉合環(huán)路所包圍的電流I 有關(guān),而與環(huán)路的大小、形狀無(wú)關(guān)。
對(duì)稱環(huán)路包圍電流 在垂直于長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的平面內(nèi),環(huán)繞載流直導(dǎo)線作一條任意環(huán)路l,取環(huán)路的繞行方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?。在環(huán)路上任取一段線元dl,載流直導(dǎo)線在線元dl處的磁感強(qiáng)度B大小為 H與dl的夾角為,則H對(duì)dl的線積分為 直導(dǎo)線中心向線元的張角為,則有,所以有 可見(jiàn),H對(duì)dl的線積分與到直導(dǎo)線的距離無(wú)關(guān)。
結(jié)論 所以有從載流直導(dǎo)線中心O出發(fā),可以作許多條射線,將環(huán)路分割成許多成對(duì)的線元,磁感強(qiáng)度對(duì)每對(duì)線元的標(biāo)量積之和,都有上式的結(jié)果,故 即環(huán)路不包圍電流時(shí),B的環(huán)流值為零。
安培環(huán)路定理反映了磁場(chǎng)的基本規(guī)律。和靜電場(chǎng)的環(huán)路定理相比較,穩(wěn)恒磁場(chǎng)中B的環(huán)流說(shuō)明穩(wěn)恒磁場(chǎng)的性質(zhì)和靜電場(chǎng)不同,靜電場(chǎng)是保守場(chǎng),穩(wěn)恒磁場(chǎng)是非保守場(chǎng)。
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