Возьмем в магнитном поле воображаемую замкнутую линию - контур Г (рис.4.6,а). Введем вектор - по модулю он равен элементу длины контура, его направление в каждой точке контура совпадает с направлением обхода (рис. 4.6,а).
Интеграл вида
получил название циркуляции вектора по замкнутому контуру (Г).
Рис.4.6
Можно доказать теорему о циркуляции вектора : Циркуляция вектора по произвольному замкнутому контуру (Г) равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром, умноженной на :
(4.16)
Знак силы тока в формуле (4.16) выбирается следующим образом: если направление тока связано с направлением обхода контура правилом правого буравчика, то выбирается знак плюс; если нет - знак минус.
Проверим теорему на примере прямолинейного проводника бесконечной длины с током . Возьмем контур (Г), совпадающим с линией радиуса , а направление обхода контура выберем против часовой стрелки, т.е. по направлению линии (рис.4.6,б). Тогда
что и требовалось показать.
Циркуляция вектора по контуру (Г), приведенному на рис.4.6,в равна μμ0(2I1-I2): ток охватывается контуром два раза, и поэтому в формулу входит коэффициент два; ток контуром не охватывается, и, следовательно, ток в формулу не войдет.
Если два параллельных проводника с током находятся в вакууме (μ=1), то сила взаимодействия проводников на единицу длины проводника будет равна (1)
Для определения числового значения μ0 используем определением Ампера: dF/dl=2
·10–7 Н/м при I1 = I2 = 1А и R = 1м. Подставив это значение в (1), найдем, что μ0 = 4π•10–7 Н/A2 = 4π•10–7 Гн/м , где генри (Гн) — единица индуктивности.
Закон Ампера позволяет определить единицу магнитной индукции В. Пусть элемент проводника dl с током I перпендикулярен направлению магнитного поля. Тогда закон Ампера будет иметь вид dF=IBdl, откуда
Единица магнитной индукции — тесла (Тл): 1 Тл — магнитная индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на метр длины прямолинейного проводника, расположенного перпендикулярно направлению поля, если по этому проводнику проходит ток 1 А: 1 Тл = 1 Н/(А
·м)
Так как μ0 = 4π
·10-7 Н/А2, а в случае вакуума (μ = 1), и B=μ0H, то для нашего случая
Единица напряженности магнитного поля — ампер на метр (А/м): 1 А/м — напряженность такого поля, магнитная индукция которого в вакууме равна 4π
·10-7 Тл.