Здравствуйте, sir Henry!
Выведем выражение индукции на оси кругового витка с током I радиусом r на расстоянии h от его центра.
Согласно закону Био — Савара — Лапласа каждый фрагмент кольца длиной dl создаёт в рассматриваемой точке индукцию
dB=([$956$]
0/4[$960$])[$183$]I[$183$]dl/R
2=([$956$]
0/4[$960$])[$183$]I[$183$]dl/(r
2+h
2)
направление вектора индукции точечного участка перпендикулярно направлению тока и радиус-вектору, опущенному из рассматриваемой точки на данный точечный участок кольца.
Обратим внимание, что вертикальные составляющие индукции, создаваемой всеми точечными участками кольца равны, а горизонтальные составляющие от любых двух диаметрально противоположных участков компенсируются.
Вертикальная составляющая
dB
z=dB[$183$]sin[$966$]=dB[$183$]r/R=dB[$183$]r/[$8730$](r
2+h
2)=([$956$]
0/4[$960$])[$183$]I[$183$]r[$183$]dl/(r
2+h
2)
1.5Интегрируем по всему кольцу (l=2[$960$]r)
B=
l[$8747$]dB
z=([$956$]
0/4[$960$])[$183$]I[$183$]r[$183$]l/(r
2+h
2)
1.5=
=([$956$]
0/2)[$183$]I[$183$]r
2/(r
2+h
2)
1.5Формула получена. Из неё можно, например, выразить ток, а затем найти индукцию в искомой точке.
Поступим проще: выразим отношение индукции в двух точках имеющх разную координату h
B
1/B
0=(r
2+h
02)
1.5/(r
2+h
12)
1.5B
1=B
0(r
2+h
02)
1.5/(r
2+h
12)
1.5=
=5 мТл[$183$]((11см)
2+0
2)
1.5/((11см)
2+(10см)
2)
1.5=5 мТл[$183$]0,405=2,03 мТл=2,03[$183$]10
-3 Тл
Напряжённость магнитного поля связана с индукцией отношением
H=B/[$956$]
0H
1=B
1/[$956$]
0=2,03[$183$]10
-3Тл/(4[$960$][$183$]10
-7 Гн/м)=1,62[$183$]10
3 А/м=1,62 кА/м