Действие магнитного поля на ток и

Движущийся заряд

Закон Ампера

Исследуя влияние магнитного поля на различные проводники с током, Ампер установил, что на каждый элемент длины Действие магнитного поля на ток и - student2.ru проводника с током Действие магнитного поля на ток и - student2.ru в магнитном поле, характеризуемом вектором магнитной индукции Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , действует сила пропорциональная силе тока I в проводнике и векторному произведению элемента длины Действие магнитного поля на ток и - student2.ru проводника на магнитную индукцию Действие магнитного поля на ток и - student2.ru :

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , (2.1)

где Действие магнитного поля на ток и - student2.ru - вектор по модулю равный Действие магнитного поля на ток и - student2.ru и совпадающий по направлению с током.

Выражение (2.1) называют законом Ампера, а силу Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , действующую со стороны поля на ток, - силой Ампера.

Для определения направления силы Ампера Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , применяют правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещённый в магнитное поле (рис. 2.1).

A
Действие магнитного поля на ток и - student2.ru

Рис.2.1

Эта сила всегда перпендикулярна плоскости, в которой лежат проводник и вектор магнитной индукции Действие магнитного поля на ток и - student2.ru .

Модуль силы Ампера вычисляется по формуле:

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , (2.2)

где α – угол между направлением тока в элементе проводника ( Действие магнитного поля на ток и - student2.ru и вектором индукции магнитного поля Действие магнитного поля на ток и - student2.ru .

Силу Ампера, действующую со стороны магнитного поля на проводник конечной длины, находят интегрированием выражения (2.2) по всей длине проводника ℓ:

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru .

В случае прямолинейного проводника длиной Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , находящегося в однородном магнитном поле, закон Ампера имеет вид:

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru . (2.3)

Из выражения (2.2):

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru . (2.4)

Из (2.4) может быть определён физический смысл и единица магнитной индукции:Магнитная индукция В – силовая характеристика магнитного поля. Этофизическая векторная величина численно равная силе, действующей со стороны магнитного поля на единицу длины проводника с единичным током, расположенного перпендикулярно к линиям индукции.

1Тл = Действие магнитного поля на ток и - student2.ru .

Взаимодействие параллельных токов

Ампер установилзакон взаимодействия токов, согласно которому два параллельных проводника, по которым текут токи, притягиваются, если токи в них одного направления, и отталкиваются, если направления токов противоположны.

Рассмотрим два бесконечно длинных прямолинейных параллельных проводника с токами Действие магнитного поля на ток и - student2.ru и Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , расположенных на расстоянии d друг от друга (направления токов указаны на рис. 2.2). По закону Ампера на элемент Действие магнитного поля на ток и - student2.ru второго проводника с током Действие магнитного поля на ток и - student2.ru действует сила

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru ,

где Действие магнитного поля на ток и - student2.ru - магнитная индукция поля, созданного первым проводником с током Действие магнитного поля на ток и - student2.ru .

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru

Рис. 2.2

Тогда Действие магнитного поля на ток и - student2.ru . (2.5)

Соответственно на элемент Действие магнитного поля на ток и - student2.ru первого проводника с током Действие магнитного поля на ток и - student2.ru

действует сила Действие магнитного поля на ток и - student2.ru , где Действие магнитного поля на ток и - student2.ru - магнитная индукция поля, созданного вторым проводником с током Действие магнитного поля на ток и - student2.ru .

Тогда Действие магнитного поля на ток и - student2.ru . (2.6)

Сравнение выражений (2.5) и (2.6) показывает, что

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru = Действие магнитного поля на ток и - student2.ru = Действие магнитного поля на ток и - student2.ru . (2.7)

Проинтегрировав выражение (2.7) по всей длине проводника ℓ, получим силу взаимодействия двух параллельных проводников с токами:

Действие магнитного поля на ток и - student2.ru . (2.8)

Наши рекомендации