Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера

Досліди Ампера, як ми бачили (див. Взаємодія провідників зі струмами), показали, що два провідники притягуються або відштовхуються в залежності від напрямку струму в них. Ця взаємодія пояснюється тим, що сила, яку відчуває кожен з провідників, обумовлена магнітним полем, створюваним струмом іншого провідника.

Взагалі, магнітне поле діє з деякою силою на будь провідник зі струмом, що знаходиться в цьому полі.

Дійсно, розташуємо провідник зі струмом (див. Рис. 1) так, щоб тільки один прямолінійний ділянку його аb опинився в сильному магнітному полі (між полюсами подковообразного магніту), а решта частини ланцюга перебували в областях простору, де магнітне поле слабке і його дією на ці частини ланцюга можна знехтувати.

Досвід показує, що залежно від напрямку струму і від розташування полюсів магніту провідник аb рухається вправо або вліво, вгору або вниз. На провідники, розташовані вздовж напрямку магнітного поля, сили не діють.

Силу, що діє на провідник зі струмом в магнітному полі, називають силою Ампера. Напрямок сили Ампера можна визначити, користуючись правилом лівої руки:

руку розташовують так, щоб нормальна до провідника складова магнітної індукції входила в долоню, чотири витягнутих пальці були спрямовані по струму: тоді відігнутий на 90 ° великий палець вкаже напрям діючої на провідник сили Ампера (рис . 1).

Ампер встановив експериментально, що модуль цієї сили тим більше, чим сильніше магнітне поле, чим більше сила струму в провіднику, чим більше довжина провідника і залежить від орієнтації провідника в магнітному полі:

де – кут між напрямком струму в провіднику і вектором магнітної індукції.

Ця формула є математичним виразом закону Ампера. Нею можна користуватися тільки тоді, коли довжина провідника така, що індукція у всіх точках провідника може вважатися однаковою, але якщо магнітне поле однорідне, то довжина провідника може бути будь-який, але при цьому провідник цілком повинен знаходитися в полі. Інтерес представляє обертання прямокутної рамки зі струмом в однорідному магнітному полі.

Сили, що діють на провідник зі струмом в магнітному полі, широко використовуються в техніці. Електродвигуни та генератори, пристрої для запису звуку в магнітофонах, телефони та мікрофони – у всіх цих і в безлічі інших приладів і пристроїв використовується взаємодія струмів, струмів і магнітів і т.д.

Посилання на основну публікацію