Одни магниты обладают более сильным магнитным полем, чем другие. Действительно, при одном и том же расстоянии до гвоздей, рассыпанных на столе, сила притяжения к первому магниту оказалась достаточной для преодоления силы тяжести большого количества гвоздей, а сила притяжения ко второму — недостаточной.
Какой же величиной можно охарактеризовать магнитное поле? Для описания магнитного поля вводят силовую характеристику, подобную вектору напряжённости E электрического поля. Эту векторную физическую величину обозначают символом B и называют индукцией магнитного поля (или вектором магнитной индукции).
Магнитное поле может действовать с определённой силой на помещённый в него проводник с током. Поместим прямолинейный участок проводника AB с током в магнитное поле перпендикулярно его магнитным линиям. При показанном на рисунке направлении тока в проводнике и расположении полюсов магнита действующая на участок проводника сила, согласно правилу левой руки, будет направлена вниз.
Определить эту силу можно, вычислив вес гирьки, которую приходится добавлять на правую чашу весов для их уравновешивания.
Опыты показывают, что модуль этой силы зависит от самого́ магнитного поля — более мощный магнит действует на данный участок проводника с током с большей силой. Кроме того, сила действия магнитного поля на участок проводника:
- прямо пропорциональна длине l этого участка;
- силе тока I в нём;
- сила также зависит от ориентации участка проводника с током относительно магнитных линий.
В случае, когда участок проводника с током перпендикулярен магнитным линиям, при прочих равных условиях сила максимальна.
Модуль вектора магнитной индукции B равен отношению модуля силы Fmax, с которой магнитное поле действует на расположенный перпендикулярно магнитным линиям участок проводника с током, к силе тока I и длине l этого участка.
В СИ единица магнитной индукции названа тесла (Тл) в честь электротехника сербского происхождения Николы Теслы (1856—1943).
За направление вектора магнитной индукции в данной точке принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, помещённой в эту точку. Таким образом, в каждой точке пространства вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитной линии в направлении этой линии.
Поэтому более точное название магнитных линий — линии магнитной индукции (или линии индукции магнитного поля).
Однородное магнитное поле
Если направление и модуль вектора магнитной индукции B одинаковы во всех точках некоторой области пространства, то магнитное поле в этой области называют однородным. В противном случае поле называют неоднородным.
Однородным можно считать магнитное поле внутри соленоида, длина которого намного больше диаметра.
В неоднородном поле, в отличие от однородного, вектор магнитной индукции меняется от точки к точке. Например, в каждом из рассматриваемых неоднородных полей при переходе из точки 1 в точку 2 вектор магнитной индукции меняется по модулю, при переходе из точки 1 в точку 3 — по направлению, при переходе из точки 2 в точку 3 вектор магнитной индукции меняется как по модулю, так и по направлению.
