При прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образуется магнитное поле. Магнитное поле представляет собой один из видов материи. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток. Под влиянием электромагнитных сил движущиеся заряженные частицы отклоняются от своего первоначального пути в направлении, перпендикулярном полю. Магнитное поле образуется только вокруг движущихся электрических зарядов, и его действие распространяется тоже лишь на движущиеся заряды.
Векторную характеристику магнитного поля называют вектором магнитной индукции и обозначают буквой В. Вектор B=μμ0 векторН.
Если в данную точку магнитного поля помещать рамки с различными магнитными моментами, то на них действуют различные вращающие моменты, однако Ммах/рm для всех контуров одно и тоже, поэтому может служить характеристикой магнитного поля, называемой магнитной индукцией
B= Ммах/рm
Суть этого принципа состоит в следующих двух положениях.
1) Если ток I1 создаёт в некоторой точке пространства магнитное поле , то этот вектор магнитной индукции не изменится при появлении других токов: I2, I3, …, In. Это означает, что появление новых токов и новых полей не искажает индукции магнитного поля исходного тока I1.
2) Если магнитное поле создаётся несколькими токами, то индукция такого поля равна векторной сумме магнитных индукций складываемых полей.
Теперь применим принцип суперпозиции для расчёта магнитного поля электрического тока: вектор магнитной индукции поля, созданного электрическим током, равен векторной сумме магнитных индукций от отдельных элементов этого тока:
Bрез=B1+B2+...
Для окончательного решения этой задачи нужно только знать, какое поле создаёт элемент тока.
В решении этой проблемы добились успеха французские учёные: физики экспериментаторы Био и Савар и математик Лаплас. Они установили, что вектор магнитной индукции поля, созданного элементом тока , равен:
(векторная форма)dB=μμ0I[dl*r]/4пr3
dB=μμ0Idl sinQ/4пr2
dl — элемент тока;
r — радиус-вектор, проведённый от элемента тока в точку, где вычисляется магнитное поле
