§ 52. Магнитное поле проводников с током и постоянных магнитов. Магнитные линии

Для наглядного изображения магнитного поля используют магнитные линии. В каждой точке направление такой линии совпадает с направлением, в котором устанавливается северный конец маленькой магнитной стрелки. Стрелка располагается по касательной к линии, а не обязательно указывает прямо на ближайший магнит. Железные опилки, намагничиваясь, тоже ориентируются и помогают получить картину поля. Однако сами линии не являются материальными нитями: это модель непрерывного поля, существующего также между нарисованными линиями.

Вокруг длинного прямого проводника с током магнитные линии имеют форму окружностей, лежащих в плоскостях, перпендикулярных проводу. Центры этих окружностей находятся на оси проводника. Направление обхода определяется направлением тока. Если ток изменить на противоположный, форма картины сохранится, но направление магнитных линий сменится. Поэтому одни только опилки показывают расположение линий, а магнитная стрелка дополнительно позволяет определить их направление в выбранной точке пространства.

Связь направлений выражает правило буравчика. Если поступательное движение обычного правого винта совпадает с направлением тока, вращение его ручки показывает направление магнитных линий вокруг провода. Правило можно применять и обратно, находя ток по известному направлению поля. Например, для тока, направленного к наблюдателю из плоскости рисунка, линии обходят провод против часовой стрелки. Важно сначала определить положение наблюдателя, поскольку при взгляде с другой стороны описание вращения изменится.

Магнитные линии витка и постоянного магнита имеют другую форму, но сохраняют замкнутость. У полосового магнита вне него линии направлены от северного полюса к южному, а внутри продолжаются обратно. Между близкими разноимёнными полюсами линии соединяют их области, при одноимённых полюсах картина отражает отталкивание. Линии не начинаются и не заканчиваются на полюсах так, как линии электрического поля на зарядах. Для уверенного пересказа нужно различать форму линий, их направление и физический источник поля.