Что считает этот калькулятор
Инструмент вычисляет индукцию магнитного поля B на перпендикулярном расстоянии r от длинного прямого проводника, по которому течёт постоянный ток I. Линии магнитного поля образуют вокруг провода концентрические окружности, а величина индукции напрямую следует из закона Ампера. Это универсальный физический расчёт, и результат выдаётся в системе СИ — в теслах.
Как пользоваться
Введите силу тока в проводнике в амперах (А) и перпендикулярное расстояние от оси провода в метрах (м). Калькулятор покажет индукцию в теслах (Тл) и в более удобных на практике микротеслах (мкТл). Формула предполагает бесконечно длинный тонкий проводник, а точку наблюдения — в вакууме или воздухе.
Разбор формулы
Магнитная индукция вычисляется так:
$$B = \frac{\mu_0 \, I}{2\pi \, r}$$
Здесь \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \approx 1{,}25664 \times 10^{-6}\) Тл·м/А — магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума). Поле прямо пропорционально току и обратно пропорционально расстоянию: удвойте ток — индукция вырастет вдвое, удвойте расстояние — она уменьшится в два раза.
Пример расчёта
По проводу течёт ток \(I = 10\) А, измерение проводим на расстоянии \(r = 0{,}05\) м (5 см). Тогда $$B = \frac{1{,}25664 \times 10^{-6} \times 10}{2\pi \times 0{,}05} = \frac{1{,}25664 \times 10^{-5}}{0{,}31416} = 4{,}0 \times 10^{-5} \ \text{Тл} = 40 \ \text{мкТл}$$ Это примерно равно величине собственного магнитного поля Земли.
Частые вопросы
Куда направлено поле? Линии поля охватывают провод кольцами. Используйте правило правой руки: направьте большой палец по току, и согнутые пальцы покажут направление магнитного поля.
Работает ли формула внутри провода? Нет. Формула справедлива только снаружи проводника. Внутри однородного провода индукция, наоборот, растёт линейно с увеличением радиуса.
Почему теслы и микротеслы? Поля вблизи реальных проводов составляют ничтожные доли теслы, поэтому удобнее читать значения в микротеслах (1 мкТл = \(10^{-6}\) Тл).
