计算磁感应强度的三类方法
洛伦兹力公式法
\[\vec{F} = q\vec{v} \times \vec{B}
\]
通过已知的洛伦兹力公式,对两侧取模得到:
\(F(x, y, z) = qv(x, y, z)B(x, y, z)\sin{\theta}\), \(\theta = <\vec{v}, \vec{B}>\)
因此:
\[B(x, y, z) = \frac{F}{qv(x, y, z)\sin{\theta}}
\]
该式依赖实验电荷以及研究点处的速度(矢量)
Biot-Sacvart 定律
对于静磁场:
\[d\vec{B} = \frac{\mu _0}{4\pi} \frac{Id\vec{l} \times \vec{e_r}}{r^2}
\]
对于运动电荷:
\[d\vec{B} = \frac{\mu _0}{4\pi} \frac{qd\vec{v} \times \vec{e_r}}{r^2}
\]
该定律对于一直电流分布的空间中,求解任意点出的磁感应强度大小十分方便。
安培环路定理
\[\int _{\Gamma} \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu _{r}\mu _{0}\sum_{i=1}^{n} I_i
\]
该定理的引入使得对于对称分布的理想磁感应强度计算不在依赖于实验数据的测量,也无需对各段复杂电流元的分析,而是宏观的累加通过曲线\(\Gamma\)包围区域内穿过的电流数目。
对于非对称分布的磁感应强度分析,该方法存在局限性。(例: 通有恒定电流的圆柱面上一点的磁感应强度的计算)