Сила Ампера

Рис. 17.12

Поместим проводник с током во внешнее магнитное поле. Пусть a – угол между вектором магнитной индукции и направлением тока (рис. 17.12). Выделим элемент тока длиной dl, внутри которого движется заряд dQ. Со стороны магнитного поля на этот заряд действует сила Лоренца

,

где v – скорость направленного движения заряда. Поскольку

,

то

.

(17.38)

Это и есть выражение силы Ампера. В векторной форме

.

Если проводник конечной длины l поместить в однородное магнитное поле, модуль силы Ампера

.

(17.39)

Наибольшее значение сила Ампера приобретает в том случае, если направление тока перпендикулярно к вектору . Тогда sin a = 1 и

.

(17.40)

Если в (17.40) положить I=1, l=1, то B=F, т.е. вектор магнитной индукции численно равен силе, действующей со стороны магнитного поля на проводник единичной длины, по которому протекает единичной силы ток (сравните с определением, приведенным в § 17.2, п. 3). Измеряется вектор магнитной индукции в тесла: 1 Тл=1 Н/(А×м). Рассмотрим теперь взаимодействие двух параллельных токов I₁ и I₂ (рис. 17.13). Каждый из токов находится в магнитном поле, создаваемом другим током, поэтому на каждый из них действует сила Ампера:

;

.

Рис. 17.13

Здесь мы воспользовались выражением для вектора магнитной индукции, создаваемой прямолинейным током бесконечной длины (17.21). Видно, что силы F₁ и F₂ равны по значению. Если токи направлены в одну и ту же сторону, то силы F₁ и F₂ направлены навстречу друг другу, т.е. в этом случае проводники притягиваются.

Сила, действующая на единицу длины проводника,

, (17.41)

Из формулы (17.41) устанавливается единица силы тока 1 А. Положим m₀ = 1, d=1 м, I₁ = I₂ = 1 А, тогда из формулы (17.41) следует

.

Определение Ампера дано во Введении.

Дата добавления: 2015-06-04