Magnetická indukce

Homogenní magnetické pole je pole, které je možné modelovat pomocí dvou nesouhlasných rozlehlých pólů magnetu v malé vzdálenosti od sebe. Vektory magnetické indukce (a tedy i magnetické indukční čáry) jsou navzájem rovnoběžné.

Jedná se opět pouze o idealizaci - skutečná magnetická pole jsou nehomogenní. Nehomogenity vznikají zejména na okrajích pole - magnetické indukční čáry přestávají být navzájem rovnoběžné.

Homogenní magnetické pole se definuje podobně jako homogenní elektrostatické pole.

Budeme-li nyní uvažovat v homogenním magnetickém poli vodič kolmo k indukčním čarám tohoto pole, zjistíme, že velikost magnetické síly je:

1. přímo úměrná proudu I, který prochází vodičem

2. přímo úměrná délce l části vodiče, která je v mg. poli (tzv. aktivní délka) - toho lze docílit myšlenkovým pokusem: rozdělit pomyslně vodič na více malých částí a výslednou magnetickou sílu určit jako výslednici dílčích magnetických sil od těchto malých částí

V uvažovaném případě tedy platí , kde veličina B má význam konstanty úměrnosti a charakterizuje silové působení magnetického pole na vodič s proudem. V homogenním magnetickém poli má stále stejnou velikost () a spolu se směrem magnetických indukčních čar určuje vektorovou veličinu - magnetickou indukci; (tesla). (Nikola Tesla byl chorvatský elektrotechnik žijící v Americe, kde proslul vynálezy v oblasti elektrických strojů a vysokých frekvencí.)

Jednotka tesla je poměrně velká - velikost magnetické indukce permanentního magnetu je řádově , velikost magnetické indukce Země je v našich zeměpisných šířkách řádově . Ale pro laboratorní účely se konstruují elektromagnety, u nichž má magnetické pole velikost magnetické indukce velikosti řádově jednotek tesla.

Pokud by byl vodič umístěn do homogenního magnetického pole rovnoběžně s indukčními čarami, silové působení by nenastalo (). Velikost magnetické síly závisí tedy na úhlu , který svírá vodič s indukčními čarami magnetického pole: , kde . Magnetická síla je kolmá jak na vodič, tak na magnetickou indukci (a tedy i na magnetické indukční čáry) (viz obr. 128). K určení jejího směru používáme Flemingovo pravidlo levé ruky:

Položíme-li otevřenou levou ruku k přímému vodiči tak, aby prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu a indukční čáry magnetu vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem.

Obr. 128