전류 운반선으로 인해 자기장을 유도 할 때 원형 Amperian 루프를 선택하면 다음과 같이 말할 수 있습니다.

$$ \ oint \ vec B \ \ cdot d \ vec s = \ mu_0 \ I $$

하지만 암 페리 안 루프의 대칭과 경로가 시계 반대 방향으로 이동한다는 사실을 통해 다음과 같이 말할 수 있습니다.

$$ \ oint B \ ds = \ mu_0 \ I $$

$$ B \ oint ds = \ mu_0 \ I $$

그러나 자기장이 모든 연속적인 합산에서 $ d \ vec s $와 평행하다는 것은 분명하지 않습니다. $ d \ vec s $가 모든 증분에서 Amperian 루프를 따라 무한히 가리키면 모든 지점의 자기장이 정확히 같은 방향을 가리켜 야 함을 의미합니다.

나는 와이어 주변의 자기장이 그 주위를 감고 있다는 것을 알고 있으므로 원형 암페어 루프를 사용하면 이것을 얻을 수 있지만 :

임의 반경의 암페어 루프를 그렸다 고 가정 해 보겠습니다. $ d \ vec B $와 $ d \ vec S $가 여전히 평행이되도록 이것이 전류 전달 와이어의 자기장 루프와 정렬된다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?

아마 이것이 가능할 것입니다. 하지만 이유를 이해할 수도 있고 이해하지 못할 수도 있습니다. 그렇다면 방금 만든 (잘못) 그려진 그래픽으로 그 이유를 설명하겠습니다.

입력 여기에 이미지 설명

여기서 빨간색 원은 일정한 자기장 강도의 선이고 검은 색 원은 암페어 루프입니다. 루프가 순회 될 때 각 경로 요소 $ d \ vec S $가 루프 주위의 값 $ \ theta $에 위치하면 암 페리 안 루프가 다음과 같기 때문에 모든 자기장 강도 링의 자기장 벡터가 이들과 평행합니다. 원. 이것은 문제를 해결하기 위해 이러한 방식으로 정렬 된 Amperian 루프의 필요 를 설명합니다.

그렇지 않다면 무엇인지 명확히 해주세요. , 몇 가지 질문 :

  • 순환 암페어 루프를 사용하지 않으면 어떻게 되나요? 자기장을 정확하게 찾을 수 있습니까? 올바른 루프 모양을 선택해야 했다면 이상해 보일 것입니다.

  • 그래픽에서 $ d \ vec B $가 아닌지 어떻게 알 수 있습니까? ” 모든 지점에서 $ d \ vec S $에 대해 평행이 아닌 반 평행 이 되겠습니까?

답변

Ampere의 법칙에 대한 멋진 점은 루프의 모양이 무엇인지는 중요하지 않다는 것입니다. 재미있는 모양을 선택하더라도 사실이 유지됩니다. 루프 (또는 자기장이 더 복잡한 경우). 이제 통합을 실제로 수행하기가 불가능할 정도로 어렵게 만들 수 있지만 명시된 법칙이 그릴 수있는 모든 루프에 대해 정확하다는 사실을 변경하지는 않습니다. 해당 특정 구성에서 대칭을 이용했기 때문에 단순화가 가능했습니다. . 대부분의 현실적인 상황에서는 정확하게 정확한 단순화를 할 수 없습니다. 근사치 또는 다른 접근 방법이 필요할 수 있습니다.

자기가 루프를 횡단하는 의미와 반대되는 경우 적분은 음의 결과입니다. 이는 전류가 음 (반대 방향으로 흐르고 있음)임을 나타냅니다.

댓글

  • 여기서 질문은 자기를 복구하는 것입니다. 필드는 전류가 일정하지 않은 재미있는 모양의 루프로는 할 수 없습니다.

Answer

무한 와이어의 경우 자기장은 모든 곳에서 원주 형이라는 것을 알고 있습니다. 이것을 보는 또 다른 방법은 r로 보는 것입니다. 와이어 원주에 대한 좌위 대칭. 이것으로부터 우리는 필드가 와이어에서 거리가 변할 때만 변하고 루프 주변의 각도 위치와 무관하다는 것을 알고 있습니다.

이로 인해 필드가 각 지점에서 일정하므로 LHS의 적분 외부로 B를 끌어 올 수 있기 때문에 원형 암페어 루프를 선택하는 것이 편리합니다.

이제 Amper의 법칙은 사용자가 선택한 루프의 모양에 관계없이 항상 참입니다. 그러나 필드가 루프 주변에서 변하면 실제로 선 적분을 평가해야하므로 쉽게 사용할 수 없습니다. B를 찾는 도구로 사용됩니다.

가우스 법칙과 마찬가지로 매우 강력한 도구이지만 대칭 유형이있는 경우 필드를 쉽게 찾는 데 유용합니다.

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