$$ \renewcommand{\vec}[1]{\mathbf{#1}} \newcommand{\x}{\mathbf{\hat{x}}} \newcommand{\y}{\mathbf{\hat{y}}} \newcommand{\z}{\mathbf{\hat{z}}} \newcommand{\Rhat}{\mathbf{\hat{R}}} \newcommand{\phihat}{\boldsymbol{\hat{\phi}}} \renewcommand{\d}{\mathrm{d}} $$

 

 

 

Magnetisk felt

Teori

Magnetfelt og Biot-Savarts lov

Magnetfeltet \( \vec{B} \) dannes av strømmer. Et strømelement \( I \d \vec{l} \) kan ikke eksistere alene for et stasjonært system, men vi kan sette sammen kretser av strømelementer. Bidraget til magnetfeltet i punktet \( \vec{r} \) fra et strømelement i punktet \( \vec{r}' \) er gitt av Biot-Savarts lov på differensial form $$\d \vec{B} = \frac{\mu_0}{4 \pi} \frac{I \d \vec{l} \times \Rhat}{R^2} \; .$$ Her peker \( \vec{R} \) fra strømelementer til punktet \( \vec{r} \), dvs, \( \vec{R} = \vec{r} - \vec{r}' \) slik vi er vant til fra elektrisk felt.

Det magnetiske feltet fra en lukket krets \( C \) er gitt av Biot-Savarts lov $$\vec{B} = \frac{\mu_0}{4 \pi} \oint_C \frac{I \d \vec{l} \times \Rhat}{R^2} = \vec{B} = \frac{\mu_0}{4 \pi} \oint_C \frac{I \d \vec{l} \times \vec{R}}{R^3}$$

Det magnetiske feltet er som det elektriske feltet et vektorfelt som kan variere i rommet, \( \vec{B} = \vec{B}(\vec{r}) \). Hvis feltet ikke varierer i rommet sier vi at feltet er homogent eller uniformt.

Superposisjonsprinsippet gjelder også for magnetiske felt. Det totale feltet i et punkt er summen av alle de magnetiske feltene: $$\vec{B} = \sum_i \vec{B}_i$$

En elektrisk ladning som beveger seg påvirkes av en kraft fra både det elektriske og det magnetiske feltet som er gitt ved Lorentz kraftlov: $$\vec{F} = Q \vec{E} + Q\vec{v} \times \vec{B}$$

Generelt sett kan vi si at strømmer setter opp magnetfelt som igjen påvirker ladninger i bevegelse med en kraft.