Acțiunea unui câmp magnetic asupra unui conductor care poartă curent

Dacă încercăm să punem doi magneți inelari permanenți identici împreună cu poli opuși, atunci la un moment dat când se vor apropia, vor începe să se atragă din ce în ce mai mult unul către celălalt.

Și dacă încercați să apropiați aceiași magneți, dar cu polii cu același nume, atunci la o anumită distanță ei vor împiedica din ce în ce mai mult această convergență, vor încerca să se răspândească în lateral, ca și cum s-ar respinge unul pe altul.

Aceasta înseamnă că în apropierea magneților există o materie imaterială care prezintă aceste proprietăți, exercită un efect mecanic asupra magneților, iar puterea acestui efect nu este aceeași la distanțe diferite de magneți, cu cât este mai aproape, cu atât este mai puternic. .Această materie intangibilă se numește camp magnetic.

Știința știe de mult că sursa unui câmp magnetic este curentul electric. În magneții permanenți, acești microcurenți sunt în interiorul moleculelor și atomilor, dar există mulți, mulți astfel de curenți, iar câmpul magnetic total este câmpul magnetic magnet permanent.

Dacă luăm un fir separat care transportă curent, atunci are și un câmp magnetic.Și acest câmp magnetic este capabil să interacționeze cu alte câmpuri magnetice în același mod. Adică, un conductor care poartă curent interacționează cu un câmp magnetic extern.

Legea interacțiunii unui conductor cu un curent și un câmp magnetic a fost stabilită de un fizician francez Andre-Marie Ampere în prima jumătate a secolului al XIX-lea.

Ampere a arătat experimental că un conductor purtător de curent într-un câmp magnetic este afectat de o forță a cărei direcție și mărime depind de mărimile și poziția relativă a curentului și de vectorul de inducție magnetică a câmpului magnetic în care se află conductorul de curent. Această forță se numește astăzi Puterea de amperi... Iată formula lui:

Aici:

a este unghiul dintre direcția curentului și vectorul de inducție magnetică;

B — inducția magnetică a câmpului magnetic extern la locul conductorului purtător de curent;

I este cantitatea de curent din fir;

l este lungimea activă a firului care transportă curent.

Mărimea forței care acționează pe partea câmpului magnetic asupra conductorului purtător de curent este numeric egală cu produsul dintre modulul inducției magnetice dintre lungimea elementului conductor plasat în câmpul magnetic și mărimea curentului. în conductor și este, de asemenea, proporțional cu sinusul unghiului dintre direcția curentului și direcția vectorului de inducție magnetică.

Direcția forței lui Ampere este determinată conform regulii mâinii stângi: dacă mâna stângă este poziționată astfel încât componenta perpendiculară a vectorului de inducție magnetică B să intre în palmă și patru degete întinse sunt direcționate în direcția curentului, atunci degetul mare, îndoit la 90 de grade, va indica direcția forței care acționează asupra unui segment de sârmă purtătoare de curent, adică direcția forței Ampere.

Întrucât câmpul magnetic se supune principiului suprapunerii câmpurilor, câmpul magnetic al conductorului purtător de curent și câmpul magnetic în care se află acel conductor se adună în spațiul din jurul conductorului.

Ca urmare, imaginea interacțiunii curentului cu câmpul magnetic arată ca și cum firul este împins din regiunea în care câmpul magnetic este mai concentrat în regiunea în care câmpul magnetic este mai puțin concentrat.

Regiunea în care câmpul magnetic este mai puternic poate fi imaginată ca fiind umplută cu filamente întinse strâns, care tind să împingă conductorul în direcția în care filamentele sunt mai slabe.