Що таке сила Ампера

Що таке сила Ампера


Силою Ампера називають силу, з якою магнітне поле діє на провідник з струмом, поміщений в нього. Її напрямок можна визначити скориставшись правилом лівої руки, а також за правилом годинникової стрілки.

Інструкція

1. Якщо в магнітне поле помістити металевий провідник з струмом, то на нього буде діяти сила з боку цього поля, сила Ампера. Струм у металі - це спрямований рух безлічі електронів, на кожен з яких діє сила Лоренца. Сили, що діють на вільні електрони, мають одну величину і однаковий напрямок. Складаючись один з одним, вони дають результуючу силу Ампера.

2. Сила отримала свою назву на честь французького фізика і природознавця Андре Марі Ампера, який в 1820 році експериментально досліджував дію магнітного поля на провідник з струмом. Змінюючи форму провідників, а також їхнє розташування в магнітному полі, Ампер визначив силу, що діє на окремі ділянки провідника.

3. Модуль сили Ампера пропорційний довжині провідника, силі струму в ньому і модулю індукції магнітного поля. Він залежить також від орієнтації даного провідника в магнітному полі, іншими словами, від кута, який утворює напрямок струму по відношенню до вектора індукції магнітного поля.

4. Якщо індукція у всіх точках провідника однакова і магнітне поле однорідне, то модуль сили Ампера дорівнює виробленню сили струму в провіднику, модуля магнітної індукції, в якому він знаходиться, довжини цього провідника і синуса кута між напрямками струму і вектора індукції магнітного поля. Ця формула правильна для провідника будь-якої довжини, якщо при цьому він повністю знаходиться в однорідному магнітному полі.

5. Для того щоб дізнатися напрямок сили Ампера, можна застосувати правило лівої руки: якщо поставити ліву руку так, щоб чотири її пальці вказували напрямок струму, при цьому лінії поля входили б у долоню, то напрямок сили Ампера покаже відігнутий на 90 ° великий палець.

6. Оскільки створення модуля вектора індукції магнітного поля на синус кута являє собою модуль компоненти вектора індукції, яка спрямована перпендикулярно провіднику з струмом, орієнтацію долоні можна визначити за цією компонентом. Перпендикулярна складова до поверхні провідника повинна при цьому входити у відкриту долоню лівої руки.

7. Для визначення напрямку сили Ампера існує інший спосіб, його називають правилом годинникової стрілки. Сила Ампера спрямована в той бік, звідки найкоротший поворот струму до поля видно проти годинникової стрілки.

8. Дію сили Ампера можна продемонструвати на прикладі паралельних струмів. Два паралельних дроти будуть відштовхуватися, якщо струми в них спрямовані протилежно один одному, і притягуватися, якщо напрямки струмів збігаються.