У чому полягає принцип суперпозиції магнітних полів

У чому полягає принцип суперпозиції магнітних полів

Принцип суперпозиції магнітних полів, як і будь-який інший принцип суперпозиції, заснований на векторній сутності поля магнітної індукції. Він дозволяє спростити знаходження значення магнітного поля в будь-якій точці.

Векторне магнітне поле

Отже, магнітне поле - це векторне поле. Це означає, що в кожній точці простору дане поле формує вектор, а не тільки деяке скалярне значення. Тобто магнітне поле в будь-якій точці простору діє в певному напрямку. Таким чином можна встановити набір спрямованих відрізків, що утворюють поле. Якщо зобразити графічно таке поле, то воно представлятиме собою велику (або навіть нескінченну) кількість векторів, що утворюють єдине векторне поле.

Суперпозиційна властивість векторів магнітного поля

Якщо магнітне поле є вектором, до нього повинні бути застосовані всі властивості векторів. Однією з найважливіших властивостей векторів, яка навіть визначає саме поняття спрямованого відрізка, є можливість підсумовування векторів. Тобто, якщо є, скажімо, два вектори, то завжди існує третій, який є сумою перших двох векторів.

У цьому випадку йдеться про вектори магнітного поля. Тому підсумувати передбачається вектори магнітної індукції, а під сумою розуміється повне або суперпозиційне поле, яким можна замінити набір полів його складових. Таким чином, принцип суперпозиції свідчить, що індукція магнітного поля, створюваного кількома джерелами, в даній точці простору дорівнює сумі магнітних полів, створюваних кожним з джерел окремо. Тепер стає зрозуміло, що передбачається векторна сума полів. Важливо зауважити, що мають на увазі не суму векторів даного векторного поля, а суму векторів різних векторних полів, створюваних різними джерелами, але в одній точці. Даний принцип дає можливість розраховувати магнітні поля в складних ситуаціях неймовірно просто. Знаючи, яким є розподіл магнітного поля будь-яких елементарних джерел (провідника з струмом, соленоїда тощо), можна сконструювати з таких простих елементів будь-яке необхідне магнітне поле, поле якого можна розрахувати, використовуючи принцип суперпозиції магнітних полів. Найважливішим наслідком принципу суперпозиції магнітних полів є закон Біо-Савара-Лапласа. Цей закон узагальнює принцип суперпозиції на випадок нескінченно малих, що становлять повне поле векторів. Підсумовування ж у цьому випадку замінюється інтегруванням по всіх нескінченно малих векторах магнітної індукції. Такими елементарними векторами індукції зазвичай є струми провідників. Таким чином, інтегрування (підсумовування) ведеться по всій довжині провідника, за яким тече струм.