И. О. Романов , Д. В. Строителев , В. М. Макиенко - Физические основы неразрушающих методов контроля: учеб. пособие

однородным. В противном случае оно неоднородно.
Магнитное поле – это один из видов силовых полей, но в отличие от электро-статического оно еще более избирательно – действует только на движущиеся заряды. На неподвижные заряженные предметы, даже в самых сильных магнитных полях, не действует никакая сила. Становится очевидным, что «конструкция» формулы для определения силы, действующей на движущееся тело в магнитном поле, должна быть сложнее предыдущих [8, 9].
Действительно, для гравитационного поля важна лишь масса тела m, для кулоновского – величина его заряда q, а для магнитного поля важными оказываются сразу три фактора: заряд тела, численное значение скорости его движения и направление скорости. Сила, приложенная к движущемуся заряженному телу со стороны магнитного поля, называется силой Лоренца:

, (1.3)

где q – электрический заряд тела; v – скорость заряженного тела;  – угол между направлениями векторов скорости и напряженности магнитного поля в точке, где находится тело; μ0 – размерный коэффициент.
Напряженность магнитного поля Н – его силовая характеристика, не зависящая от магнитных свойств среды, в которой поле существует. Она характеризует магнитное поле по величине и направлению, но учитывает только влияние на интенсивность поля проводников с токами и расположение магнитов. В системе СИ измеряется в амперах на метр – А/м или А·м-1. Для того чтобы описать вектор напряженности магнитного поля , поместим его в прямоугольную систему координат на поверхности детали, соединив начала вектора и системы координат, и найдем его составляющие (рис. 1.2) [8]. Такое представление удобно в работе, так как проще измерять не вектор в целом, а его компоненты. Особенно часто используют компоненты (векторы) – нормальная составляющая, как правило, перпендикулярная поверхности детали, и – тангенциальная составляющая с модулем , направленная параллельно поверхности.
Заменим произведение нескольких параметров, характеризующих тело в уравнении (1.1), на единственный, более сложный, чем масса или заряд, параметр, который называется магнитным моментом.
Куда направлена сила магнитного поля? В гравитационном поле сила всегда направлена в ту же сторону, что и ускорение свободного падения, так как тел с отрицательной массой не бывает. При положительном заряде в кулоновском поле сила F и напряженность Е всегда направлены вдоль прямой, соединяющей два заряда, причем в одну сторону, и в разные – при отрицательном заряде тела.
В магнитном поле сила Лоренца Fл всегда перпендикулярна и к напряженности вектора , и к скорости тела . Очевидно, что единственная прямая, перпендикулярная одновременно вектору и – есть перпендикуляр к плоскости, в которой лежат эти векторы (рис. 1.3, а) [10].

а б
Рис. 1.3. Силы Лоренца (а) и Ампера (б)

Если изменить на противоположное направление скорости или напряженности , то поменяется на противоположное и направление силы Fл. Последнее можно определять по известному правилу левой руки.
В случае, при котором носителями зарядов является движущийся в проводнике поток электронов, силы Лоренца, приложенные к каждому электрону в потоке, суммируясь, прижимают их к стенке провода, толкая его поперек движения электронов, т. е. перпендикулярно направлению электрического тока. В результате формула (1.1) преобразуется и значение силы, действующей на проводник длиной l с током I, расположенный под углом α к направлению поля Н (рис. 1.3, б), будет определяться законом Ампера:

. (1.4)

Если ток течет в контуре в виде плоской рамки в однородном поле Н, направленном параллельно сторонам АВ и СД (рис. 1.4, а), то возникают две силы Ампера, воздействующие перпендикулярно сторонам ВС и ДА
( = 90°), параллельные между собой и направленные противоположно, которые образуют на плече b/2 пару сил с моментом

, (1.5)

где – площадь рамки.
Формулу (1.5) можно представить в виде:

, (1.6)

где величину называют магнитным моментом контура. Единицей измерения является А·м2 – «амперквадратный метр».
Если рассматривать плоский контур произвольной формы с током в однородном магнитном поле, то необходимо просуммировать воздействие Н на отдельные малые элементы контура, то результат останется тем же: формула (1.6) будет справедливой. Магнитному моменту контура придают векторный --">