Magnetické pole - je to prostorové fyzické pole vytvořené pohybujícími se elektrickými náboji. Jedním z jevů spojených s magnetickými poli je fenomén indukce magnetického pole. Projevuje se přítomností proudu v vodiči a spočívá ve formování kolem vodiče magnetického pole.
Pokud vezmeme dva paralelní vodiče s proudem, můžeme pozorovat jev interakce jejich magnetických polí. Vektor indukce magnetického pole v každém bodě prostoru bude směrován tečnou směrem k siločarám magnetického pole a hodnota indukce bude určena proudovou silou a vzdáleností k vodiči.
Pravidlo pro určení směru indukčního vektoru magnetického pole dvou paralelních vodičů s proudem lze vyjádřit pravidlem pravého vrtáku. Pokud provedete pohyb ukazatele pravé ruky ve směru proudu v vodiči, špička palce udává směr indukčního vektoru magnetického pole.
Vektor indukce magnetického pole paralelních vodičů
Vektor indukce magnetického pole paralelních vodičů závisí na směru proudu, kterým proud v těchto vodičích protéká. Pokud proud v obou vodičích směřuje jedním směrem (stejný proud), pak indukční vektory magnetického pole vytvářejí kruhový tvar kolem každého vodiče. Pole těchto vodičů se navzájem přitahují.
Pokud proudy v vodičích směřují do opačných směrů (protichůdné proudy), pak indukční vektory magnetického pole mají opačný směr kolem každého vodiče a vytvářejí pole s opačnými směry. V tomto případě se pole těchto vodičů navzájem odpuzují.
Vektor indukce magnetického pole paralelních vodičů proto závisí na směru proudu v vodičích a určuje interakci mezi těmito vodiči.
Směr indukčního vektoru magnetického pole
Směr indukčního vektoru magnetického pole kolem dvou paralelních vodičů s proudem závisí na směru proudu v každém z vodičů. Podle pravidla pravé dlaně (známé také jako pravidlo Viti-biota-savara) tvoří indukční vektor magnetického pole kruh kolem vodičů. V tomto případě bude směr indukčního vektoru magnetického pole v jednom z vodičů opačný než směr indukčního vektoru magnetického pole v jiném vodiči.
Pro přesnější určení směru indukčního vektoru magnetického pole lze použít pravidlo levé ruky. V tomto případě, pokud nastavíte palec levé ruky ve směru proudu v jednom z vodičů, ostatní prsty budou ukazovat směr indukčního vektoru magnetického pole.
Je důležité si uvědomit, že směr indukčního vektoru magnetického pole se může měnit v závislosti na vzdálenosti vodičů a proudu, takže pro přesné určení jeho směru je nutné provést příslušné výpočty nebo použít speciální přístroje.
Vliv směru proudu na vektor indukce magnetického pole
Indukční vektor magnetického pole generovaný dvěma paralelními vodiči s proudem závisí na směru proudu v těchto vodičích.
Pokud proud v obou vodičích směřuje jedním směrem, pak se magnetická pole vytvořená každým vodičem sčítají a zesilují. V tomto případě bude indukční vektor magnetického pole nasměrován do prostoru mezi vodiči.
Pokud proud v jednom vodiči směřuje nahoru a ve druhém dolů, pak magnetická pole generovaná vodiči směřují do různých stran a jsou superpozicí. V tomto případě bude indukční vektor magnetického pole směrován na stranu vodičů.
Tabulka níže představuje vektor indukce magnetického pole v různých kombinacích proudových směrů ve dvou paralelních vodičích:
| Směr proudu v prvním vodiči | Směr proudu ve druhém vodiči | Vektor indukce magnetického pole |
|---|---|---|
| Nahoru | Nahoru | Do prostoru mezi vodiči |
| Nahoru | Dolů | Na straně vodičů |
| Dolů | Nahoru | Na straně vodičů |
| Dolů | Dolů | Do prostoru mezi vodiči |
Směr proudu v paralelních vodičích tedy určuje směr indukčního vektoru magnetického pole. Tento jev, známý jako zákon Bio-Savara-Laplace, hraje důležitou roli v elektromagnetismu a má mnoho praktických aplikací.
Vzájemné uspořádání vodičů a vektor indukce magnetického pole
Vzájemné uspořádání vodičů s proudem určuje směr indukčního vektoru magnetického pole kolem těchto vodičů. Pokud jsou vodiče umístěny rovnoběžně s sebou, pak bude směr indukčního vektoru magnetického pole pro každý vodič stejný a kolmo k rovině tvořené vodiči.
Pokud je proud ve vodičích stejného směru, pak budou indukční vektory magnetického pole směrovány na jednu stranu mezi vodiči a na opačnou stranu mimo vodiče.
Pokud je proud v vodičích opačného směru, pak budou indukční vektory magnetického pole směřovat na opačnou stranu mezi vodiči a na jednu stranu mimo vodiče.
Indukční vektor magnetického pole dvou paralelních vodičů s proudem by tedy směřoval do opačných stran, pokud mají proudy ve vodičích stejný směr a na jednu stranu, pokud mají proudy ve vodičích opačný směr.