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安培环路定理的表述和证实

2017-03-28 10:14分类:电子技术 阅读:

 

磁感应线是套连载闭合载流回路上的闭合线。若取磁感应强线的环路积分,则因B与dL的夹角θ=0,cosθ=1,故在每条线上,然后。安培环路定理即是反映磁感应这一特征的。
安培环路定理:磁感应强度沿任何闭合环路L的线积分,等于穿过这环路悉数电流强度的代数和的μ0倍。用公式标明有:
其间电流I的正负规矩如下:当穿过回路L的电流方向与回路L的盘绕方向遵从右手规矩时,I>0,反之,I<0。假定电流不穿过回路L,则它对上式右端无奉献。
安培环路定理的证实,如图:
dL是L上的线元,dL'代表载流回路L'上的线元。依照毕奥-萨伐尔规矩:
    
其间代表dS对场点P所张的立体角dω,沿L'的积分代表悉数载流回路作位移-dl时扫过的带状面临P点所张的立体角ω。所以
假定以L'为距离作一曲面S',S'对P点也张有必定的立体角Ω。当L'平移时,Ω随之改动。如上图L2'和L1'别离是L'沿-dl平移前后的新、旧方位,令S2'和S1'代表S'的相应方位,Ω2和Ω1代表相应的立体角。因S2'和S1'和带状面构成闭合曲面,它关于外边的P点所张的总立体角Ω2-Ω1+ω=0,所以:
        
因为dl是恣意的,然后,即磁场正比于载流线圈对场点所张立体角的梯度。
假定场点P沿闭合的安培环路L移动一星期,则环路积分 将正比于立体角Ω在此进程中的总改动量ΔΩ。假定L不与L'套连,则ΔΩ=0,所以: 可是,当L与L'套连时,ΔΩ=4π。因而: 。所以安培环路定理得证。
留心:该定理表达式中各物理量的含义。I只包含穿过闭合回路L的电流。B代表空间悉数电流发作的磁场强度的矢量和,其间也包含那些不穿过L的电流发作的磁场,只不往后者的磁场沿闭合环路积分后的总作用为0。I只包含穿过闭合回路L的电流。

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