Французский физик А.Ампер в 1820г подробно исследовал действие магнитного поля на проводники с током и пришел к выводу, что сила , действующая на прямолинейный проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, прямо пропорциональна силе тока в проводнике, его длине , магнитной индукции В и синусу угла ( между направлением тока в проводнике и вектором : . Закон Ампера легко обобщить на случай неоднородного магнитного поля и проводника произвольной формы. Магнитное поле называется однородным, если векторы индукции во всех точках этого поля одинаковы, т.е. численно равны и имеют одинаковые направления. Бесконечно малый элемент проводника любой формы можно считать прямолинейным, а магнитное поле в области, занятой элементом можно считать однородным. Поэтому в общем случае закон Ампера имеет вид: , (16.1) где - сила, действующая на элемент проводника длиной , а угол ( заменен углом между векторами (проведенным в направлении тока ) и . Коэффициент пропорциональности зависит от выбора единиц измерения , В, и . При измерении всех этих величин в единицах одной и той же системы единиц (исключением является только система единиц Гаусса). Поэтому в дальнейшем коэффициент в законе Ампера мы будем опускать. Закон Апмпера позволяет определить численное значение магнитной индукции В. Предположим, что элемент проводника с током перпендикулярен к направлению магнитного поля , тогда закон Ампера можно записать в виде: . Из этой формулы следует, что магнитная индукция численно равна силе, действующей со стороны поля на единицу длины проводника, по которому течет электрический ток единичной силы и который расположен ( к направлению магнитного поля. Таким образом магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля подобно тому, как напряженность является силовой характеристикой электростатического поля. Закон Ампера, записанный в форме (16.1), не указывает направление силы . Как показали опыты, направление силы можно найти по правилу левой руки. Однако лучше пользоваться более универсальным правилом: вектор направлен перпендикулярно к плоскости, образованной векторами и таким образом, чтобы из конца вектора вращение от вектора к вектору по кратчайшему пути происходило против часовой стрелки. Иными словами вектор совпадает по направлению с векторным произведением . Из математики известно, что модуль векторного произведения равен произведению модулей векторов на синус угла между ними: . Поэтому можно записать закон Ампера в векторной форме следующим образом: .
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Закон Ампера» з дисципліни «Курс лекцій з загальної фізики, орієнтований на будівельні спеціальності»
