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載流迴路

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電磁學裏,載流迴路current carrying loop)定義為載有電流的「閉合迴路」(closed loop)。載流迴路是一種理論元件,並沒有設定這迴路的材料為甚麼,也沒有設定迴路的物理性質。所以術語「載流迴路」給出的資訊是

  1. 這迴路載有電流。
  2. 設定這迴路的任意一點為初始點。從這初始點順著迴路路徑移動,必定會再遇到初始點。在這移動路途中間,不會重覆地經過任何一點多於一次。繼續再移動於迴路路徑,只會重複地遇到先前經過的點。這迴路是閉合迴路。

平面迴路

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在一條處於平面的載流迴路中,磁偶極矩電流乘於迴路面積:

其中, 為磁偶極矩, 為電流, 為面積向量。

面積向量和磁偶極矩的方向是由右手定則給出:順著電流方向,將四根小手指朝著手掌彎曲,伸直大拇指,則大拇指所指的方向即是面積向量的方向,也是磁偶極矩的方向。

任意迴路

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對於任意迴路案例,假設迴路載有電流 ,則其磁偶極矩為

其中, 是積分曲面, 是微小面積元素,

引用向量積分恆等式

其中, 邊緣的閉合迴路, 是微小線元素, 的位置。

所以,

力矩和能量

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載流迴路在磁場中的力矩 能量 ,與磁矩的關係為:

其中, 為磁場。

參閱

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