Закон Ампера.@

В 1820 г. А.Ампер установил, что сила, с которой магнитное поле действует на элементарный проводник с током Iи длиной:

.

Вектор совпадает по направлению с током.Данная формула выражает закон Ампера: сила, действующая на элемент проводника с током в магнитном поле, равна произведению силы тока на векторное произведение элемента длины проводника и магнитной индукции поля.

Модуль силы Ампера вычисляется по формуле

, где α –угол между векторами и. Чтобы найти силу, действующую на проводник конечной длиныв магнитном поле, необходимо определить геометрическую сумму сил, действующих на все малые элементы данного проводника, т.е.

Пусть элемент проводника с током перпендикулярен направлению магнитного поля. Тогда sinα=1 и dF=IВ. Отсюда получаем

Последнее выражение помогает определить физический смысл величины В: магнитная индукция численно равна силе, действующей со стороны магнитного поля на 1 м проводника, по которому течет ток в 1 А и который расположен перпендикулярно направлению магнитного поля. Таким образом, магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля.

Из закона Ампера следует, что магнитные силы нецентральные, так как они направлены перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Напомним, что электростатические силы – центральные.

Пусть постоянный ток течёт по контуру (проводнику), находящемуся в вакууме,— точка, в которой ищется (наблюдается) поле, тогдаиндукциямагнитного поля в этой точке выражается интегралом (вМеждународной системе единиц (СИ))

где квадратными скобками обозначено векторное произведение,r- положение точек контура,dr- вектор элемента контура, вдоль которого идет проводник (ток течет вдоль него);- константа (магнитная постоянная);- единичный вектор, направленный от источника к точке наблюдения.

10. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля. Напряженность магнитного поля. Намагниченность вещества. Гиромагнитное отношение.

Потоком вектора магнитной индукции (магнитным потоком) через площадку dS называется скалярная физическая величина, равная

                                                     (120.1)

где B_n=В cos  — проекция вектора В на направление нормали к площадке dS ( — угол между векторами n и В), dS=dSn — вектор, модуль которого равен dS,а направление его совпадает с направлением нормали n к площадке. Поток вектора В может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от знака cos  (определяется выбором положительного направления нормали n). Поток вектора В связывают с контуром, по которому течет ток. В таком случае положительное направление нормали к контуру нами уже определено: оно связывается с током правилом правого винта. Таким образом, магнитный поток, создаваемый контуром через поверхность, ограниченную им самим, всегда положителен.

Поток вектора магнитной индукции Ф_B через произвольную поверхность S равен

                                                  (120.2)

Для однородного поля и плоской поверхности, расположенной перпендикулярно вектору В, B_n=B=const и

Из этой формулы определяется единица магнитного потока вебер (Вб): 1 Вб — магнитный поток, проходящий сквозь плоскую поверхность площадью 1 м², расположенную перпендикулярно однородному магнитному полю, индукция которого равна 1 Тл (1 Вб=1 Тлм²).