Сила Ампера

1. Ампер изучал действие магнитного поля на проводники с током и установил, что сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током?, находящимся в магнитном поле , прямо пропорциональна силе тока? и векторному произведению элемента проводника на магнитную индукцию

– Сила Ампера (или закон Ампера)

Направление силы Ампера находится по правилу векторного произведения – по правилу левой руки: четыре вытянутых пальца левой руки расположить по направлению тока, вектор входит в ладонь, отогнутый под прямым углом большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током. (Можно также определить направление с помощью правой руки: вращаем четыре пальца правой руки от первого сомножителя ко второму , большой палец укажет направление .)

Модуль силы Ампера

,

где α – угол между векторами и .

Если поле однородно, а проводник с током конечных размеров, то

,

.

При перпендикулярном

.

1. Определение единицы измерения силы тока.

Любой проводник с током создает вокруг себя магнитное поле. Если поместить в это поле другой проводник с током, то между этими проводниками возникают силы взаимодействия. При этом параллельные сонаправленные токи притягиваются, противоположно направленные - отталкиваются.

Рассмотрим два бесконечно длинных параллельных проводника с токами I₁ и I_2, находящимися в вакууме на расстоянии d (для вакуума µ = 1). В соответствии с законом Ампера

.

Магнитное поле прямого тока равно

,

тогда

,

сила, действующая на единицу длины проводника

.

Сила, действующая на единицу длины проводника между двумя бесконечно длинными проводниками с током, прямо пропорциональна силе тока в каждом из проводников и обратно пропорциональна расстоянию между ними.

Определение единицы измерения силы тока – Ампера:

За единицу силы тока в системе СИ принята такая сила постоянного тока, который протекая по двум бесконечно длинным параллельным проводникам бесконечно малого сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, вызывает силу, действующую на единицу длины проводника, равную 2·10^-7 Н.

µ = 1; I₁=I₂ = 1 A; d= 1 м; µ₀ = 4π·10^-7 Гн/м – магнитная постоянная.

.

29.Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля.

Магнитное поле можно графически изображать с помощью линий вектора - это линии, проводимые в магнитном поле так, чтобы касательные к ним в любой точке совпадали с направлением вектора в этой точке, а густота линий такова, что количество линий, проходящих через площадку единичных размеров, расположенную перпендикулярно линиям, равно | | в месте расположения площадки.

По направлению и густоте линий вектора характеризуют магнитное поле. Если ≠ const, то магнитное поле неоднородное, если = const, то магнитное поле однородное (линии вектора параллельны друг другу).

неоднородное поле однородное поле

Количество линий вектора , проходящих через произвольную поверхность, определяет магнитный поток F_m,

F_m , (6-6)

где dS – бесконечно малый элемент площади поверхности;

a - угол между и вектором нормали к элементу поверхности .

В системе СИ магнитный поток измеряется в веберах (Вб).

Магнитный поток F_m, проходящий через произвольную замкнутую поверхность, для магнитного поля вычисляется по теореме Гаусса:

F_m , (6-7)

которая устанавливает, что магнитных зарядов как источников магнитного поля в природе не существует.

Дирак ® монополь!

Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции поля вдоль произвольно замкнутого контура ℓ утверждает, что магнитное поле (в отличие от электростатического) вихревое, непотенциальное, линии вектора замкнутые:

, (6-8)

где – алгебраическая сумма сил токов проводимости, охватываемых замк-нутым контуром ℓ.

Магнитное поле соленоида

(6-9)

nI – ампер-витки

30. Контур с током в магнитном поле. Магнитный поток.

Дата добавления: 2014-12-16