Начнем рассмотрение с силы, действующей на движущийся в магнитном поле электрический заряд (сила Лоренца).

Сила попорцианальна заряду и равна векторному произведению скорости на индукцию и направлена перпендикулярно вектору скорости.
Рис 1.
Направление силы определяется по правилу векторного произведения или по правилу левой руки (рис.1). В заключении отметим, что сила Лоренца не совершает работы, а лишь искривляет траекторию частиц.

Рис 2.
МОДУЛЬ СИЛЫ АМПЕРА. (Рис.2). Пусть вектор магнитной индукции B составляет угол a с направлением отрезка проводника с током (элементом тока). (За направление элемента тока принимают направление, в котором по проводнику течёт ток, то есть, от плюса источника тока к минусу источника тока, если наблюдать движение тока во внешней по отношению к источнику тока цепи). Опыт показывает, что магнитное поле, вектор индукции которого направлен вдоль проводника с током, не оказывает никакого действия на ток. Поэтому модуль силы зависит лишь от модуля составляющей вектора В, перпендикулярной проводнику, т.е. от Вsin a, и не зависит от составляющей В, направленной вдоль проводника.
Макимальная сила Ампера равна: F=IBL. Ей соответствует a = 90 градусов. При произвольном значении угла a сила пропорциональна не В, а её перпендикулярной составляющей, то есть Вsin a. Поэтому выражение для модуля силы Ампера, действующей на малый отрезок проводника L, по которому течёт ток I, со стороны магнитного поля с индукцией В, составляющей с элементом тока угол a, имеет вид: F = IBLsin a.
F = IBLsin a - Это выражение называют законом Ампера.
Сила Ампера равна произведению вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.
Для определения направления этой силы служит правило левой руки (рис.3).

Рис 3.
При перемещении проводника под действием этой силы совершается соответствующая работа, равная произведению силы на путь x: A=F*x; подставив вместо F его выражение получим: A=IBLx, а так как x*L=S, площади , пересеченной проводником, то B*S=Ф- магнитному потоку, который проводник пересек при своем перемещении. Следовательно работа, произведенная электромагнитной силой при перемещении проводника, A=I*Ф.

Рис 4.
Силы взаимодействия двух линейных токов. Провод 1 создает магнитное поле на оси тока 2 (рис.4).

По формуле Ампера F=I2*L*B1 подставив выражение для B1 получим

На провод 1 действует такая же сила только другого направления. В случае одинакового направления токов провода притягиваются. В двухпроводной линии токи имеют противоположные направления, провода линии будут взаимно отталкиваться. На основании электромагнитной силы вводится единица силы тока.
Ампер - сила постоянного тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м в вакууме, вызывает между ними силу взаимодействия F=2.0 10-7 [H] на метр длины.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! |
йщийся в магнитном поле заряд |
|
|