Verkan av ett magnetiskt fält på en strömförande ledare

Om vi ​​försöker sätta två identiska permanenta ringmagneter tillsammans med motsatta poler, så kommer de någon gång när de kommer närmare, att börja locka mer och mer till varandra.

Och om du försöker föra samma magneter närmare varandra, men med polerna med samma namn, kommer de på ett visst avstånd att alltmer hindra denna konvergens, de kommer att försöka sprida sig till sidorna, som om de stöter bort varandra.

Detta betyder att det nära magneterna finns en del immateriell materia som uppvisar dessa egenskaper, utövar en mekanisk effekt på magneterna, och styrkan på denna effekt är inte densamma på olika avstånd från magneterna, ju närmare den är desto starkare är den. .Denna immateriella materia kallas magnetiskt fält.

Vetenskapen har länge känt till att källan till ett magnetfält är en elektrisk ström. I permanentmagneter finns dessa mikroströmmar inuti molekyler och atomer, men det finns många, många många sådana strömmar, och det totala magnetfältet är magnetfältet permanentmagnet.

Om vi ​​tar en separat strömförande tråd så har den också ett magnetfält.Och detta magnetfält kan interagera med andra magnetfält på samma sätt. Det vill säga, en strömförande ledare samverkar med ett externt magnetfält.

Lagen om växelverkan mellan en ledare med en ström och ett magnetfält fastställdes av en fransk fysiker Andre-Marie Ampere under första hälften av 1800-talet.

Ampere visade experimentellt att en strömförande ledare i ett magnetfält påverkas av en kraft vars riktning och storlek beror på storleken och den relativa positionen för strömmen och den magnetiska induktionsvektorn för magnetfältet där strömledaren befinner sig. Denna kraft kallas idag Ampere styrka... Här är hans formel:

Här:

a är vinkeln mellan strömriktningen och den magnetiska induktionsvektorn;

B — magnetisk induktion av det externa magnetfältet vid platsen för den strömförande ledaren;

I är mängden ström i tråden;

l är den aktiva längden på den strömförande ledningen.

Storleken på kraften som verkar på sidan av magnetfältet på den strömförande ledaren är numeriskt lika med produkten av modulen för den magnetiska induktionen av längden av det ledarelement som är placerat i magnetfältet och storleken på strömmen i ledaren, och är också proportionell mot sinus för vinkeln mellan strömriktningen och den magnetiska induktionsvektorns riktning.

Riktningen för Amperes kraft bestäms enligt vänsterhandsregeln: om vänster hand är placerad så att den vinkelräta komponenten av den magnetiska induktionsvektorn B kommer in i handflatan och fyra utsträckta fingrar är riktade i strömriktningen, då tummen, böjd i 90 grader, kommer att indikera riktningen för kraften som verkar på ett segment av strömförande tråd, det vill säga riktningen för Amperekraften.

Eftersom magnetfältet följer principen om överlagring av fält, läggs magnetfältet hos den strömförande ledaren och det magnetiska fältet som den ledaren befinner sig i i utrymmet runt ledaren.

Som ett resultat av detta ser bilden av strömmens växelverkan med magnetfältet ut som om tråden skjuts från området där magnetfältet är mer koncentrerat till området där magnetfältet är mindre koncentrerat.

Området där magnetfältet är starkare kan föreställas vara fyllt med hårt sträckta filament, som tenderar att trycka ledaren i den riktning där filamenten är svagare.