Biot–Savarts lov er inden for elektromagnetismen en sætning, som beskriver magnetfeltet , der opstår ved en infinitesimal, dvs. uendelig lille, længde af en ledning eller andet strømbærende . Hvis B er magnetfeltet, q er ladningen, s er en længde i retning af strømmen, r er afstanden til ladningen, I er strømstyrken i lederen og d markerer noget infinitesimalt, har man:
d
B
→ → -->
=
μ μ -->
0
4
π π -->
⋅ ⋅ -->
I
d
s
→ → -->
× × -->
r
→ → -->
r
3
{\displaystyle d{\vec {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\cdot {\frac {Id{\vec {s}}\times {\vec {r}}}{r^{3}}}}
Loven er praktisk, da den kan bruges til at beregne magnetfeltet fra en hel ledning i forskellig udformning.
Loven er navngivet efter de franske fysikere Jean-Baptiste Biot og Félix Savart .
Udledning
Sætningen udledes ud fra den eksperimentelt fundne lov for magnetfeltet ved en ladning i bevægelse:
B
→ → -->
=
μ μ -->
0
4
π π -->
⋅ ⋅ -->
q
v
→ → -->
× × -->
r
→ → -->
r
3
{\displaystyle {\vec {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\cdot {\frac {q{\vec {v}}\times {\vec {r}}}{r^{3}}}}
,
Hvis ladningen er infinitesimal får man:
d
B
→ → -->
=
μ μ -->
0
4
π π -->
⋅ ⋅ -->
d
q
v
→ → -->
× × -->
r
→ → -->
r
3
{\displaystyle d{\vec {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\cdot {\frac {dq{\vec {v}}\times {\vec {r}}}{r^{3}}}}
Imidlertid gælder det, at
v
→ → -->
=
d
s
→ → -->
d
t
{\displaystyle {\vec {v}}={\frac {d{\vec {s}}}{dt}}}
, og at
i
=
d
q
d
t
{\displaystyle i={\frac {dq}{dt}}}
, hvor s er en længde, ladningen rejser, og t er tiden. Man får altså:
d
B
→ → -->
=
μ μ -->
0
4
π π -->
⋅ ⋅ -->
d
q
d
s
→ → -->
d
t
× × -->
r
→ → -->
r
3
{\displaystyle d{\vec {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\cdot {\frac {dq{\frac {d{\vec {s}}}{dt}}\times {\vec {r}}}{r^{3}}}}
⇓ ⇓ -->
{\displaystyle \Downarrow }
d
B
→ → -->
=
μ μ -->
0
4
π π -->
⋅ ⋅ -->
d
q
d
t
d
s
→ → -->
× × -->
r
→ → -->
r
3
{\displaystyle d{\vec {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\cdot {\frac {{\frac {dq}{dt}}d{\vec {s}}\times {\vec {r}}}{r^{3}}}}
⇓ ⇓ -->
{\displaystyle \Downarrow }
d
B
→ → -->
=
μ μ -->
0
4
π π -->
⋅ ⋅ -->
i
d
s
→ → -->
× × -->
r
→ → -->
r
3
{\displaystyle d{\vec {B}}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\cdot {\frac {id{\vec {s}}\times {\vec {r}}}{r^{3}}}}
Dermed fås Biot–Savarts lov.[ 1]
Se også
Fodnoter
^ Halliday, David; Krane, Kenneth S.; Resnick, Robbert. "Gauss' Law", Physics (5. udgave), bind 2, John Wiley & Sons, Inc. 2002, s. 752–753. ISBN 978-0-471-40194-0 .
Eksterne henvisninger
Spire