(1) 載流線圈的磁矩
定義載流I的剛性平面線圈S的磁矩為
其中S為線圈的面積,I為剛性平面線圈通過的電流,n為線圈平面的法向,它也是磁矩的方向。n與電流的方向成右手螺旋關系。
(2) 載流線圈受到的磁力矩
在磁感應強度為B的均勻磁場中,有一剛性矩形平面載流線圈,邊長分別為l1和l2,電流為I,如下圖所示。設線圈平面的法向單位矢量n與磁場方向的夾角為j,并且ab邊與cd邊均與磁場方向垂直。導線bc和ad所受的安培力F1、F1'大小相等,方向相反,且作用在同一直線上,故相互抵消。
導線ab和cd所受的安培力分別為F2、F2',并且有F2= F2'=BIl2,但這兩個力不在同
一直線,因此形成一力偶(圖b)。所以磁場作用在線圈上的力矩為
根據(14.6.6)式線圈磁矩的定義,上式可寫成矢量式
這就是載流線圈在均勻磁場中受到的磁力矩。當n與B平行時,磁力矩為零;當n與B垂直時,磁力矩不為零;當n與B之間有夾角j時,磁場的平行于線圈法向的分量對線圈無任何影響;磁場的垂直于線圈法向的分量對線圈作用有力矩作用。
如剛性平面載流線圈處于不均勻磁場B中,則用積分求出磁力矩
在非均勻磁場中,載流線圈除受到磁力矩外,還受到磁力的作用。磁力的方向指向強磁場區域,因此載流小線圈總是被磁極吸引。