Ve fyzice je magnetické pole vždy vektorovou veličinou, která charakterizuje jeho směr a sílu. Vzhledem k kruhovému proudu lze také určit směr magnetické indukce pole v bodě a na ose vodiče.
Magnetická indukce pole vytvořeného kruhovým proudem je vždy kolmá k rovině samotného kruhu a rovná se \(\frac<\mu \cdot I>\ ), kde \(\mu\) je magnetická propustnost vakua, \(I\) je proud protékající kruhem, \(R\) je poloměr kruhu.
Určení směru vektoru magnetické indukce
Vektor magnetické indukce v bodě a na ose kruhového proudu je veden podle pravidla pravé ruky. Toto pravidlo říká, že pokud sladíte polohu ruky pravé ruky tak, aby prsty směřovaly vektorem proudu (od kladného k zápornému náboji), směr prstů se ukáže být v souladu se směrem vektoru magnetické indukce.
Vektor magnetické indukce tedy bude směrován tečnou k obvodu vytvořenému kruhovým proudem v bodě a na ose tohoto proudu.
Toto pravidlo je založeno na definování pravidel vektorového součinu a umožňuje nastavit směr vektoru magnetické indukce kdekoli na ose kruhového proudu.
Vzájemné umístění bodu A a osy kruhového proudu
Vzájemné uspořádání bodu A a osy kruhového proudu hraje důležitou roli při určování směru vektoru magnetické indukce pole v daném bodě.
Pokud je bod a na ose kruhového proudu, pak bude vektor magnetické indukce pole směřovat kolmo k této ose a směřovat ve směru, který tvoří správné otáčení vektoru magnetické indukce na kruhovém proudu.
Pokud je bod a uvnitř kruhového proudu, pak bude vektor magnetické indukce pole v daném bodě směřovat tečnou směrem k obvodu kruhového proudu a směřovat ve směru, který tvoří správné otáčení vektoru magnetické indukce na kruhovém proudu.
Pokud je bod a mimo Kruhový proud, pak bude vektor magnetické indukce pole v daném bodě směřovat podél přímky spojující bod A a střed kruhu kruhového proudu a směřovat ve směru, který tvoří správné otáčení vektoru magnetické indukce na kruhovém proudu.
Fleminovo pravidlo levé ruky
Podle tohoto pravidla, pokud stisknete levou ruku tak, aby palec, ukazováček a prostředníček byly kolmo k sobě a směřovaly ve směru vektorů síly (F), magnetické indukce (B) A proudu (I), pak palec bude ukazovat směr vektoru magnetické indukce (B).
Pomocí pravidla fleminovy levé ruky lze tedy určit směr vektoru magnetické indukce pole v bodě a na ose kruhového proudu.
Kontrola směru vektoru magnetické indukce
K určení směru vektoru magnetické indukce v bodě a na ose kruhového proudu lze použít pravidlo buravčik nebo pravidlo pravé ruky.
Pravidlo buravčíku říká, že pokud umístíte buravčik s osou rovnoběžnou s proudovým vektorem tak, aby proudový vektor směřoval k rotaci čepele buravčíka, bude magnetický indukční vektor směrován ve směru čepele buravčíku.
Pravidlo pravé ruky je následující: nechte palec pravé ruky ukazovat směrem k proudu a zbytek prstů ve směru rotace vektoru magnetické indukce, pak zadní strana paže bude ukazovat na bod a na ose kruhového proudu.
Pomocí pravidla buravčíku nebo pravidla pravé ruky lze tedy určit směr vektoru magnetické indukce pole v bodě a na ose kruhového proudu.
Příklady výpočtů směru vektoru magnetické indukce
Směr vektoru magnetické indukce pole v bodě a na ose kruhového proudu závisí na pravidle levé ruky.
Vezměme si příklad. Předpokládejme, že máme Kruhový proud protékající vodičem v kladném směru ve směru hodinových ručiček (při pohledu shora). Musíme najít směr magnetické indukce v bodě A, který je na ose kruhového proudu.
Vezmeme levou ruku a uzavřeme ji kruhovým proudem, takže ji prsty obklopí ve směru proudu. Palec bude směřovat na sever a zbytek prstů bude ukazovat směr magnetické indukce. V našem případě palec bude ukazovat dovnitř kruhu, což znamená, že magnetická indukce v bodě a bude směřovat dovnitř kruhu.
Při výpočtech směru vektoru magnetické indukce pole v bodě A se na ose kruhového proudu používá pravidlo levé ruky, kde palec ukazuje směr proudu a zbytek prstů směr magnetické indukce.