ЩО таке сила Ампера :: Природничі науки

Силою Ампера називають силу, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, поміщений в нього. Її напрямок можна визначити скориставшись правилом лівої руки, а також за правилом годинникової стрілки.

Інструкція

Якщо в магнітне поле помістити металевий провідник зі струмом, то на нього діятиме сила з боку цього поля, сила Ампера. Струм в металі - це спрямований рух безлічі електронів, на кожен з яких діє сила Лоренца. Сили, що діють на вільні електрони, мають одну величину і однаковий напрямок. Складаючись один з одним, вони дають результуючу силу Ампера.

Сила отримала свою назву на честь французького фізика і природодослідника Андре Марі Ампера, який в 1820 році експериментально досліджував дію магнітного поля на провідник зі струмом. Змінюючи форму провідників, а також їх розташування в магнітному полі, Ампер визначив силу, що діє на окремі ділянки провідника.

Модуль сили Ампера пропорційний довжині провідника, силі струму в ньому і модулю індукції магнітного поля. Він залежить також від орієнтації даного провідника в магнітному полі, іншими словами, від кута, який утворює напрямок струму по відношенню до вектора індукції магнітного поля.

Якщо індукція у всіх точках провідника однакова і магнітне поле однорідне, то модуль сили Ампера дорівнює добутку сили струму в провіднику, модуля магнітної індукції, в якому він знаходиться, довжини цього провідника і синуса кута між напрямками струму і вектора індукції магнітного поля. Дана формула вірна для провідника будь-якої довжини, якщо при цьому він повністю знаходиться в однорідному магнітному полі.

Для того щоб дізнатися напрям сили Ампера, можна застосувати правило лівої руки: якщо поставити ліву руку так, щоб чотири її пальця вказували напрямок струму, при цьому лінії поля входили б в долоню, то напрям сили Ампера покаже відігнутий на 90 ° великий палець.

Оскільки твір модуля вектора індукції магнітного поля на синус кута являє собою модуль компоненти вектора індукції, яка спрямована перпендикулярно провіднику зі струмом, орієнтацію долоні можна визначити по цій компоненті. Перпендикулярна складова до поверхні провідника повинна при цьому входити у відкриту долоню лівої руки.

Для визначення напрямку сили Ампера існує інший спосіб, його називають правилом годинникової стрілки. Сила Ампера спрямована в ту сторону, звідки найкоротший поворот струму до поля видно проти годинникової стрілки.

Дія сили Ампера можна продемонструвати на прикладі паралельних струмів. Два паралельних проводи будуть відштовхуватися, якщо струми в них спрямовані протилежно один одному, і притягатися, якщо напрямки струмів збігаються.