25. Контур с током в магнитном поле.

Сила Ампера определяет действие магнитного поля на отрезок проводника с током. Силу, действующую на замкнутый проводник в целом, можно найти, суммируя силы, действующие на каждый малый отрезок проводника. Магнитное поле в пределах рамки будем считать однородным.

Однородное магнитное поле – поле, для которого в некоторой области пространства вектор магнитной индукции можно считать постоянным.

Выбрав декартову систему координат X,Y,Z предположим, что индукция внешнего магнитного поля, действ.на рамку, направлена по оси Z. Ось Х проходит через середины сторон 1 и 3 рамки(длина сторон а)параллельно сторонам 2 и 4(длина сторон b). В результате поворота рамки вокруг оси Х плоскость рамки составляет с плоскостью ХУ некоторый угол .

Собственная индукция – индукция магнитного поля, созданного током, протекающим по рамке.

Согласно правилу буравчика для контурного тока собственная индукция в центре рамки(точка О)перпендикулярна плоскости рамки и составляет с индукцией внешнего магнитного поля угол .

Согласно правилу левой руки сила , действующая на строну 1 рамки, направлена в положительном направлении оси Х. Сила действует на строну 3 в противоположном направлении. Силы и направлены противоположно оси У и вдоль нее соответственно.

Вектор образует с направл. тока, протекающ.по сторонам рамки, углы:

Сторона 1 - ; сторона 2 - ; стороны 2, 4 - .

С помощью закона Ампера получаем: , , . Силы и лишь растягивают рамку, не вызывая движения рамки. и стремятся повернуть рамку вокруг оси Х.

Момент силы равен произведению силы на ее плечо.

Плечо силы – длина перпендикуляра, опущенного из точки на оси вращения на направление действия силы.

Плечи сил и равны друг другу(ОК=ОМ= ) моменты этих сил относительно точки О: . .

Силы и поворачивают рамку в одном направлении вокруг оси Х, значит, их моменты складываются. Момент сил, действующих на рамку с током, помещен. в однородное магнитное поле: - площадь рамки) вращающий момент сил не действует на рамку(М=0) в двух случаях:когда угол между собствен. и внешн. индукцией или .

В однородном магнитном поле замкнутый контур стремится установиться так, чтобы направление его собственной магнитной индукции совпадало с направлением индукции внешнего магнитного поля.

Поворот рамки с током в магнитном поле используют в электроизмерительных приборах(амперметр, вольтметр)магнитоэлектрической системы, в электродвигателях постоянного тока, преобразующих электрическ. энергию в механическую.

Сила Ампера , описывающая действие на элементар.участок длиной dl прямолин.проводника с током I1 со стороны длинного прямолинейного проводника с током I2, расположенного параллельно первому на расстоянии a от него, численно равна: ,где μ₀ – магнитная постоянная. Сила dF является силой магнитного взаимодействия.

Длины проводников во много раз больше расстояния a между ними, а элемент dl наход.вдали от концов 1-ого проводника. Кроме того, считается, что проводники находятся в однородной, изотропной среде с относительной магнитной проницаемостью μ.

Сила F, описывающая действие магнитного поля на проводник конечной длины l с током, .