Био-Саваров закон

Био-Саваров — равенка која го опишува магнетното поле создадено од електричната струја. Таа го поврзува магнетното мполе по големина, насока должина и близина до електричната струја. Законот важи како магнетостатска приближност, и е во согласност со Амперов закон и Гаусовиот закон за магнетизмот. Именуван е според Жан-Батист Био и Феликс Савар кој ја откриле оваа законитост во 1820 година.
1 Равенка
1.1 Електрични струи (по должина на закриваена права)
Био-Саваровиот закон се користи за пресметувањер на вкупното магнетно поле B во местоположбата r создадено од ''постојана'' струја ''I'' (на пример жица): постојаниот тек на полнежот кој е постојан по време и по полнеж ниту се насобира ниту пак се губи во која било точка. Законот е физички пример за линиски интеграл, кој се проценува по патеката ''C'' во која што тече електричната струја. Равенката во SI единици е:
каде <math>d\mathbf{l}</math> што векторот чија магнитуда е должина на диференцијал елемент на жица во правец на ''конвенционална струја'', <math>\mathbf{r'} = \mathbf{r} - \mathbf{l}</math>, целосно поместување на вектор од елементот од
жица (<math>\mathbf{l}</math>) до точката во која полето се пресметува (<math>\mathbf{r}</math>), и μ<sub>0</sub> е магнетна константа. Алтернативно:
:<math> \mathbf{B}(\mathbf{r}) = \frac{\mu_0}{4\pi}\int_C \frac{I d\mathbf l\times\mathbf{\hat r'
===Електрични струи(низ зафатнината на проводник)===
Записите од погоре функционираат добро кога струјата се зема да тече низ бесконечно тенка жица. Доколку проводникот има одредена зафатнина, соодветен запис за Био-Саваровиот закон би бил:
или, поинаку:
:<math> \mathbf B (\mathbf r) = \frac{\mu_0}{4\pi}\iiint_V \ \frac{(\mathbf J\,dV)\times\mathbf{\hat r'
===Постојана непроменлива струја===
Во специјални случаи постојаната непроменлива струја ''I'', во магнетно поле <math>\mathbf{B}</math> е:
:<math> \mathbf{B}(\mathbf{r}) = \frac{\mu_0}{4\pi} I \int_C \frac{d\mathbf l \times \mathbf{\hat r'
===Точкест полнеж со постојана брзина===
Во случај на точкеста наелектризирана честичка ''q'' која се движи со константна брзина v, Максвеловите равенки ги даваат следниве изрази за електричното и магнетното поле:<ref name=Griffiths/>
:<math> \mathbf{E} = \frac{q}{4\pi \epsilon_0} \frac{1-v^2/c^2}{(1-v^2\sin^2\theta/c^2)^{3/2\frac{\mathbf{\hat r'
==Примена на магнетната реактивност==
Био-Саваровиот закон може да се употреби за пресметување на магнетните реактивности дури и на атомско или молекуларно ниво. На пример може да се пресметаат хемиските заштити или магнетната сусцептибилност, под услов густината на струјата пресметана преку квантномеханичката теорија.
==Примена во аеродинамиката==
Био-Саваровиот закон исто така се употребува во аеродинамичката теорија за да се пресмета брзината предизвикана од вртложните сили.
Во аеродинамиката улогите на вителноста и струјата се спротивни во споредба со магнетната примена.
Во Максвеловиот труд од 1861 'On Physical Lines of Force', силата на магнетното поле H била дирекно изедначена со вителноста (спин), каде B е тежинската вителност која е еден вид на густина за вртложното море. Макцвел сметал дека магнетната пермеабилност μ е мерка за густината на вртложното море. Па и оттука и врската,
Оваа равенка за електричната струја може да се смета за проточна струја на електричниот полнеж при што се вклучува и линиското движење. Слично, и магнетната равенка е индуктивната струја која вклучува спин.Не постои линиско движење кај индуктивната струја по насоката на векторот B. Магнетната индуцирана струја ги претставува линиите на силата. Особено ги претставува линиите на обратнопропорционалниот закон за силата.
Во аеродинамиката индуцираните воздушни струења создаваат соленоидни прстени околу вртложната оска која ја има улогата на струјата во магнетизмот. Ова доведува струењата во аеродинамиката да ја имаат истата улога како и векторот на магнетната индукција B во електромагнетизмот.
Во електромагнетизмот линиите на векторот B создаваат соленоидни прстени околу изворот на електричната струја, додека пак во аеродинамиката со воздушните струења создаваат соленоидни прстени околу изврот по вртложната оска.
Па така во електромагнетизмот, вителот ја има улогата на ефект, додека пак аеродинамиката ја има улогата на причина. Може да се согледа дека линиите на векторот B изолирани се подеднакво слични со оние во аеродинамиката на таков начин што векторот B е вртложната оска и H е кружната брзина баш онака како што е во Максвеловиот труд од 1861.
''Во две димензии'', вртложната линија при бесконечна мала должина, и индуцираната брзина во точката е определена со:
:<math>v = \frac{\Gamma}{2\pi r}</math>
каде Γ е силата на вителот и ''r'' е нормалното растојание меѓу точката и вртоложната линија.
Ова е граничен случај на равенката за отсечоци на вителот со конечни должини:
:<math>v = \frac{\Gamma}{4 \pi r} \left[\cos A - \cos B \right]</math>
каде ''A'' и ''B'' се аглите меѓу линијата и двата краја на отсечокот.
2 Био-Саваров закон, Амперов закон и Гаусов закон за магнетизам
Кога се разгледува магнетостатична ситуација, магнетното поле B пресметано од Био-Саваровиот закон секогаш ќе биде во склад со Гаусовиот закон за магнетизам и Амперовиот закон::
3 Поврзано
3.1 Личности
* Жан Батист Био
* Феликс Савар
* Андре Мари Ампер
* Џејмс Кларк Максвел
3.2 Електромагнетизам
* Максвелови равенки
* Амперов закон
* Магнетизам
* Кулонов закон
* Дарвинов Лангранжијан