Что такое сила Ампера
- Сила Ампера и ее определение
- Исследование Ампером и определение силы
- Зависимость силы Ампера от параметров
- Определение направления силы Ампера
- Пример действия силы Ампера
Сила Ампера и ее определение
Силой Ампера называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в него. Ее направление можно определить воспользовавшись правилом левой руки, а также по правилу часовой стрелки.
Исследование Ампером и определение силы
Французский физик и естествоиспытатель Андре Мари Ампер в 1820 году экспериментально исследовал действие магнитного поля на проводник с током. Изменяя форму проводников, а также их расположение в магнитном поле, Ампер определил силу, действующую на отдельные участки проводника.
Зависимость силы Ампера от параметров
Модуль силы Ампера пропорционален длине проводника, силе тока в нем и модулю индукции магнитного поля. Он зависит также от ориентации данного проводника в магнитном поле, другими словами, от угла, который образует направление тока по отношению к вектору индукции магнитного поля. Если индукция во всех точках проводника одинакова и магнитное поле однородное, то модуль силы Ампера равен произведению силы тока в проводнике, модуля магнитной индукции, в котором он находится, длины этого проводника и синуса угла между направлениями тока и вектора индукции магнитного поля. Данная формула верна для проводника любой длины, если при этом он полностью находится в однородном магнитном поле.
Определение направления силы Ампера
Для того чтобы узнать направление силы Ампера, можно применить правило левой руки: если поставить левую руку так, чтобы четыре ее пальца указывали направление тока, при этом линии поля входили бы в ладонь, то направление силы Ампера покажет отогнутый на 90° большой палец. Поскольку произведение модуля вектора индукции магнитного поля на синус угла представляет собой модуль компоненты вектора индукции, которая направлена перпендикулярно проводнику с током, ориентацию ладони можно определить по этой компоненте. Перпендикулярная составляющая к поверхности проводника должна при этом входить в открытую ладонь левой руки. Существует также другой способ определения направления силы Ампера, его называют правилом часовой стрелки. Сила Ампера направлена в ту сторону, откуда кратчайший поворот тока к полю виден против часовой стрелки.
Пример действия силы Ампера
Действие силы Ампера можно продемонстрировать на примере параллельных токов. Два параллельных провода будут отталкиваться, если токи в них направлены противоположно друг другу, и притягиваться, если направления токов совпадают.
