Вопрос 105 «Магнитная индукция»

Магнитные линии общего поля, как бы стремясь укоротиться (рис. 30, в), создают усилие F, действующее на проводник в на­правлении, указанном стрелкой. Сила, действующая на проводник с током, будет возрастать по мере увеличения активной длины про­водника и тока, протекающего в нем. Эта сила также увеличивается, если слабый магнит, создающий магнитное поле малой интен­сивности, заменить сильным.

F= B I l

Из сказанного следует, что сила, с которой магнитное поле дей­ствует на проводник с током, пропорциональна силе тока, активной длине проводника l и интенсивности магнитного поля — магнитной индукции

где F- сила, н,

I – сила тока, а,

L –длина проводника, м

В – магнитная индукция, тесла (тл); 1 тс=1 вб/м²

Формула верна лишь при перпендикулярном расположе­нии проводника с током к магнитным линиям равномерного магнит­ного поля. Если проводник находится в магнитном поле под каким-либо углом а по отношению к магнитным линиям, то сила

  где а — угол между проводником и направлением магнитных линий. Направление силы, действующей на проводник с током, поме­щенный в магнитное поле, определяют посредством правила левой руки: если левую руку располо­жить в магнитном поле так, чтобы маг­нитные линии входили в ладонь, и напра­вить вытянутые четыре пальца по направ­лению тока, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

Магнитная индукция В— это величина, о кото­рой можно судить по силе действия магнитного поля на проводник с током, помещенный в пределах этого поля. Магнитная индукция является направленной величиной — физическим вектором, перпен­дикулярным силе, смещающей проводник с током.

Если на проводник с током в 1 а, длиной в 1 м, расположенный в равномерном магнитном поле перпендикулярно магнитным ли­ниям, действует сила в 1 н, то магнитная индукция такого поля рав­на 1 тл.

Магнитная индукция B — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой F магнитное поле действует на заряд q , движущийся со скоростью v .Единица измерения магнитной индукции - тесла.

Вопрос 106 (з-н Ампера)

В 1820 г. А.М. Ампер экспериментально установил, что два проводника с током взаимодействуют друг с другом с силой: , где b – расстояние между проводниками, а k – коэффициент пропорциональности, зависящий от системы единиц. Закон Ампера устанавливает, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля: F = B I l sina (a - угол между направлением тока и индукцией магнитного поля ). Эта формула закона Ампера оказывается справедливой для прямолинейного проводника и однородного поля. Если проводник имеет произвольную формулу и поле неоднородно, то Закон Ампера принимает вид: dF = I*B*dl sina Закон Ампера в векторной форме: dF = I [dl B] Сила Ампера направлена перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы dl и B.. Для определения направления силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, применяется правило левой руки. (Правило левой руки: Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле).

Силу, действующую со стороны магнитного поля на проводник с током, называют силой Ампера. Элементарная сила Ампера dF, действующая на малый элемент dl длины проводника, по которому идет электрический ток I, равна:

dF=I[dL B] (в СИ)

dF=I/c [dL B] (в гауссовой системе), где dl – вектор, численно равный длине dl элемента проводника и направленный в ту же сторону что и вектор j плотности тока в этом элементе проводника. Написанное выше соотношение называют законом Ампера.