Закон Бiо-Савара-Лапласа.

Закон Біо-Савара-Лапласа — закон, який визначає магнітну індукцію навколо провідника, в якому протікає електричний струм. Початково Жан-Батіст Біо і Фелікс Савар на підставі своїх експериментів сформулювали закон, що визначав напруженість магнітного поля навколо прямолінійного дуже довгого провідника зі струмом. Цей закон називають законом Біо-Савара. П'єр-Симон Лапласузагальнив результати Біо та Савара, сформулювавши закон, який визначав напруженість магнітного поля в будь-які точці навколо контура зі струмом довільної форми. Хоча історично закон був сформульований для напруженості магнітного поля, в сучасному формулюванні використовується магнітна індукція.

Магнітне поле навколо прямолінійного провідника [ред.]

За законом Біо-Савара

$B = kfrac{2I}{r}$

де $B$ — магнітна індукція в точці М на відстані r від прямолінійного провідника із струмом I (мал. 1); k — коефіцієнт пропорційності, величина і розмірність якого залежать від вибору системи одиниць, r — радіус-вектор.

У СІ

$k = frac{mu_0}{4pi}$ ,

де $mu_0$ - магнітна стала.

У гаусовій системі одиниць

$k = frac{1}{c}$ ,

де $c$ - швидкість світла.

Магнітне поле навколо контура довільної форми [ред.]

Закон Біо-Савара експериментально відкрили 1820 Жан-Батіст Біо і Фелікс Савар. Цей закон є частковим випадком загальнішого закону Біо-Савара-Лапласа, сформульованого П'єром-Симоном Лапласом 1820 на підставі матеріалів з численних дослідів Біо і Савара.

Мал. 2.

За цим законом величина магнітної індукції в точці М на відстані r від елемента М провідника довільної форми визначається формулою:

$dB = k frac{I dl}{r^2} sin alpha$

де α — кут між напрямом струму I і напрямом радіуса-вектора r (мал. 2). Повна магнітна індукція B, створена струмом у провіднику довільної форми і скінченної довжини, дорівнює геометричній сумі елементарних індукцій. У векторній формі це записується як:

$mathbf{B} = k int_L frac{I mathbf{dl} times mathbf{r} }{r^3}$

Наприклад, інтегруванням одержують формули для магнітної індукції навколо нескінченно довгого прямолінійного провідника зі струмом, наведену вище. Аналогічно можна отримати формулу Біо—Савара для магнітного поля в центрі колового струму

$B = k frac{2pi I}{r}$ .

Магнітна індукція поля в середній частині дуже довгого соленоїда $B = k4pi I n$ та ін. Напрям магнітної індукції в усіх випадках визначається за правилом ґвинта.

Джерела [ред.]

Українська радянська енциклопедія. В 12-ти