Действието на магнитно поле върху проводник с ток

Ако се опитаме да съберем два еднакви постоянни пръстенови магнита заедно с противоположни полюси, тогава в един момент, когато се приближат, те ще започнат да се привличат все повече и повече един към друг.

И ако се опитате да сближите едни и същи магнити, но с едноименните полюси, тогава на определено разстояние те все повече ще възпрепятстват това сближаване, ще се опитат да се разпръснат отстрани, сякаш се отблъскват един от друг .

Това означава, че в близост до магнитите има някаква нематериална материя, която проявява тези свойства, упражнява механичен ефект върху магнитите и силата на този ефект не е еднаква на различни разстояния от магнитите, колкото по -близо е, толкова по -силно е изразено е. Този нематериален въпрос се нарича магнитно поле.

Науката отдавна знае, че източникът на магнитно поле е електрически ток. В постоянните магнити тези микротокове са вътре в молекули и атоми, но има много, много много такива токове, а общото магнитно поле е магнитното поле постоянен магнит.

Ако вземем отделен проводник с ток, тогава той също има магнитно поле. И това магнитно поле е в състояние да взаимодейства с други магнитни полета по същия начин. Тоест проводник с ток взаимодейства с външно магнитно поле.

Законът за взаимодействието на проводник с ток и магнитно поле е установен от френски физик Андре-Мари Ампер през първата половина на 19 век.

Ампер експериментално показа, че проводник с ток в магнитно поле се въздейства от сила, чиято посока и величина зависят от величините и относителното положение на тока и вектора на магнитната индукция на магнитното поле, в което се намира токопроводът. Тази сила се нарича днес Амперна сила… Ето формулата му:

Тук:

a е ъгълът между посоката на тока и вектора на магнитната индукция;

B — магнитна индукция на външното магнитно поле на мястото на проводника с ток;

I е количеството ток в проводника;

l е активната дължина на токопроводящия проводник.

Величината на силата, действаща от страната на магнитното поле върху проводника с ток, е числено равна на произведението на модула на магнитната индукция от дължината на проводниковия елемент, поставен в магнитното поле, и от величината на тока в проводник, а също така е пропорционален на синуса на ъгъла между посоката на тока и посоката на вектора на магнитната индукция.

Посоката на силата на Ампер се определя според правилото на лявата ръка: ако лявата ръка е разположена така, че перпендикулярният компонент на вектора на магнитната индукция В да влезе в дланта, а четири протегнати пръста са насочени по посока на тока , тогава палецът, огънат на 90 градуса, ще покаже посоката на силата, действаща върху сегмент от проводник с ток, тоест посоката на силата на Ампера.

Тъй като магнитното поле се подчинява на принципа на суперпозиция на полета, магнитното поле на проводника с ток и магнитното поле, в което се намира този проводник, се събират в пространството около проводника.

В резултат на това картината на взаимодействието на тока с магнитното поле изглежда така, сякаш проводникът е изтласкан от областта, където магнитното поле е по -силно концентрирано — в областта, където магнитното поле е по -малко концентрирано.

Областта, където магнитното поле е по -силно, може да се представи като изпълнена с плътно опънати нишки, които са склонни да изтласкват проводника в посоката, където нишките са по -слаби.