obr. 1: Siločáry magnetického pole v rovině proložené kruhovým závitem s proudem
Televize a osciloskop: Schéma Urychlování elektronů Vychylovací destičky Vychylovací cívky Stacionární magn. pole Magn. pole vodiče s proudem Magnetická síla Magnetické pole cívky Nabitá částice v mag. poli Síla působící mezi dvěma vodiči s proudem
Magnetické siločáry v okolí přímého vodiče ¤ mají tvar soustředných kružnic. Když přímý vodič stočíme do kroužku, vznikne kruhový závit, jehož magnetické pole je přibližně "magn. pole v okolí přímého vodiče stočené do kroužku" (obr. 1).
obr. 1: Siločáry magnetického pole v rovině proložené kruhovým závitem s
proudem
Cívka je vodič stočený do závitů. Jsou-li závity daleko od sebe, vypadá magnetické pole kolem každého z nich jako na obr. 1. Jsou-li závity u sebe, pole od jednotlivých závitů se skládají a uvnitř cívky se vytvoří magnetické pole, které je homogenní a má směr osy cívky (obr. 2). Pole je homogenní tím lépe, čím je cívka delší (čím větší je poměr její délky k jejímu poloměru). Dlouhá cívka se nazývá solenoid.
Směr siločar magnetického pole závitu nebo cívky se určí Ampérovým pravidlem pravé ruky: Vezmeme cívku do ruky tak, aby pokrčené prsty ukazovaly směr proudu v cívce. Odchýlený palec pak ukáže směr siločar uvnitř cívky (srovnejte s Ampérovým pravidlem pravé ruky pro magnetické pole přímého vodiče ¤).
obr. 2: Magnetické pole cívky (pohled v řezu - cívka je naznačena jen vodiči
v řezu - nahoře teče proud od nás, dole k nám). Srovnejte s magnetickým
polem tyčového magnetu ¤.
obr. 3: Siločáry magnetického pole cívky zviditelněné pomocí železných
pilin
Magnetická indukce ve středu kruhového závitu poloměru r, kterým prochází proud I, má velikost
,
kde m je konstanta charakterizující prostředí, ve kterém je závit umístěn. Nazývá se permeabilita prostředí (srovnej s permitivitou ¤). Je dána vztahem m = mrm0, kde m0 je permeabilita vakua ¤ a mr je relativní permeabilita prostředí ¤.
Magnetická indukce uvnitř solenoidu délky l, která má N závitů a prochází jí proud I, má velikost
.
Magnetická indukce ve vzdálenosti d od přímého vodiče délky l, kterým protéká proud I ¤, má velikost
.
V praxi se také hodně používá toroid - prstencová cívka. Je to cívka navinutá na jádře tvaru prstence. Je-li toroid uzavřený, je uvnitř magnetické pole, jehož siločáry jsou soustředné kružnice, a vně je magnetické pole nulové.
Homogenní magnetické pole se dá nejjednodušším způsobem vytvořit mezi Helmholtzovými cívkami - dva kruhové závity na společné ose za sebou, jejichž vzdálenost je rovna jejich poloměru (obr. 3).
obr. 3: Helmholtzovy cívky
Další kapitola: Částice s nábojem v magnetickém poli ¤