У фізиці магнітне поле завжди являє собою векторну величину, яка характеризує його напрямок і силу. Щодо кругового струму також можна визначити напрямок магнітної індукції поля в точці а на осі провідника.
Магнітна індукція поля, створюваного круговим струмом, завжди перпендикулярна площині самого кола і дорівнює \ \ (\\frac<\mu \cdot I>\\), де\ \(\\mu\\) - магнітна проникність вакууму, \ \ (I\\) - струм, що протікає через коло, \ \ (R\\) - радіус кола.
Визначення напрямку вектора магнітної індукції
Вектор магнітної індукції в точці а на осі кругового струму спрямований за правилом правої руки. Дане правило говорить, що якщо узгодити положення кисті правої руки так, щоб пальці були спрямовані по вектору струму (від позитивного до негативного заряду), то напрямок пальців виявиться узгодженим з напрямком вектора магнітної індукції.
Таким чином, вектор магнітної індукції буде спрямований по дотичній до кола, утвореної круговим струмом, в точці а на осі цього струму.
Це правило грунтується на визначенні правилам векторного твори і дозволяє встановити напрямок вектора магнітної індукції в будь-якій точці на осі кругового струму.
Взаємне розташування точки А і осі кругового струму
Взаємне розташування точки А і осі кругового струму грає важливу роль у визначенні напрямку вектора магнітної індукції поля в даній точці.
Якщо точка А знаходиться на осі кругового струму, то вектор магнітної індукції поля буде спрямований перпендикулярно цій осі і вказувати в напрямку, що утворює правильне витання вектора магнітної індукції на круговому струмі.
Якщо точка А знаходиться всередині кругового струму, то вектор магнітної індукції поля в даній точці буде спрямований по дотичній до кола кругового струму і вказувати в напрямку, що утворює правильне витання вектора магнітної індукції на круговому струмі.
Якщо точка А знаходиться поза кругового струму, то вектор магнітної індукції поля в даній точці буде спрямований уздовж прямої, що з'єднує точку А і центр кола кругового струму, і вказувати в напрямку, що утворює правильне витання вектора магнітної індукції на круговому струмі.
Правило лівої руки Флеміна
Згідно з цим правилом, якщо стиснути ліву руку так, щоб великий палець, вказівний палець і середній палець розташовувалися перпендикулярно один одному і спрямовані в напрямку векторів сили (F), магнітної індукції (B) і струму (I) відповідно, то великий палець буде вказувати напрямок вектора магнітної індукції (B).
Таким чином, за допомогою правила лівої руки Флеміна можна визначити напрямок вектора магнітної індукції поля в точці а на осі кругового струму.
Перевірка напрямку вектора магнітної індукції
Для визначення напрямку вектора магнітної індукції в точці а на осі кругового струму, можна використовувати правило свердлика або правило правої руки.
Правило буравчика говорить, що якщо помістити буравчик з віссю, паралельної вектору струму, таким чином, щоб вектор струму вказував в сторону обертання леза буравчика, то вектор магнітної індукції буде спрямований у напрямку леза буравчика.
Правило правої руки полягає в наступному: нехай великий палець правої руки вказує в бік струму, а інші пальці - в напрямку обертання вектора магнітної індукції, тоді тильна сторона руки буде вказувати на точку а на осі кругового струму.
Таким чином, за допомогою правила свердлика або правила правої руки можна визначити напрямок вектора магнітної індукції поля в точці а на осі кругового струму.
Приклади розрахунків напрямку вектора магнітної індукції
Напрямок вектора магнітної індукції поля в точці а на осі кругового струму залежить від правила лівої руки.
Розглянемо приклад. Припустимо, що у нас є круговий струм, що протікає по провіднику в позитивному напрямку за годинниковою стрілкою (якщо дивитися зверху). Нам потрібно знайти напрямок магнітної індукції в точці а, яка знаходиться на осі кругового струму.
Візьмемо ліву руку і закриємо нею круговий струм, так що пальці оточать його в напрямку струму. Великий палець буде вказувати на північ, а інші пальці будуть вказувати напрямок магнітної індукції. У нашому випадку, великий палець буде вказувати всередину кола, що означає, що магнітна індукція в точці а буде спрямована всередину кола.
Таким чином, при розрахунках напрямку вектора магнітної індукції поля в точці а на осі кругового струму використовується правило лівої руки, де великий палець вказує напрямок струму, а інші пальці - напрямок магнітної індукції.