Закон Био–Савара

Для бесконечного прямого провода используется аналитическое азимутальное поле B ∝ 1/r в плоскости, перпендикулярной току, с круговыми силовыми линиями, интегрированными вдоль B. Для кругового контура суммируются вклады множества коротких элементов тока в z-компоненту B в плоскости контура с использованием векторного произведения в законе Био–Савара; константы моделирования поглощают μ₀/(2π) и μ₀/(4π) в единицу для относительных графиков.

Для кого: Вводная магнитостатика после общего ознакомления с магнитным полем; акцент на явном суммировании по закону Био–Савара для контура.

Ключевые понятия

  • Закон Био–Савара
  • магнитное поле
  • постоянный ток
  • прямой провод
  • токовый контур

Как это работает

Закон **Био–Савара–Лапласа** определяет **B** от постоянных токов: у **бесконечного прямого провода** силовые линии поля в перпендикулярной плоскости круговые с величиной **B ∝ 1/r**; **плоский круговой виток** моделируется суммированием множества коротких элементов тока, чтобы показать, как **B_z** меняется в плоскости витка (включая смену знака при пересечении кольца).

Основные формулы

dB = (μ₀/4π) I dl × r̂ / r²
Long wire: B = μ₀ I / (2π r)   (tangential)
Sim units: μ₀/(2π) and μ₀/(4π) set to 1

Часто задаваемые вопросы

Почему в режиме кольца нет кривых силовых линий?
В плоскости плоского контура моделируемое поле B от токов контура перпендикулярно этой плоскости (только z-компонента в этом 2D-сечении), поэтому нет векторного поля в плоскости для построения силовых линий; тепловая карта показывает |B_z| вместо этого.
Как это связано с визуализатором магнитного поля?
На той странице используются идеализированные модели диполя и провода для взаимодействия. Здесь же провод и контур — фиксированные геометрии, привязанные к учебным формулам закона Био–Савара и дискретному сегментированию.

Другие симуляторы в этой категории — или все 42.

Вся категория →
НовоеСредний

Поле электрического диполя (2D)

Заряды ±q на оси: тепловая карта потенциала V, эквипотенциали, силовые линии поля E; формулы.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Идеальный операционный усилитель (обратная связь)

Инвертирующий, неинвертирующий, повторитель; синусоидальный или постоянный сигнал; опциональное ограничение по напряжению питания.

Запустить симулятор
НовоеНачинающий

Генератор Ван де Граафа

Лента заряжает купол; V = Q/C; стилизованная искра на землю при превышении V_пробоя.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Kirchhoff's Laws (KCL & KVL)

3-node DC: junction divider + optional R∥V; hints, KCL/KVL, solved currents.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Плоская ЭМ волна (вакуум)

E ⊥ B ⊥ k: синусоидальные поля sin(kz−ωt), вектор Пойнтинга направлен вдоль z; ω = ck (c = 1).

Запустить симулятор
НовоеСредний

Двигатель и генератор постоянного тока

Катушка в поле B: двигатель V = IR + kω, генератор E = kω на нагрузку — один коэффициент k, два режима.

Запустить симулятор