15. Закон Ампера

 — закон взаємодії постійних струмів. Установлений Андре-Марі Ампером в 1820 році. Із закону Ампера виходить, що паралельні провідники з постійними струмами, що течуть в одному напрямі, притягуються, а в протилежному — відштовхуються. Законом Ампера називається також закон, що визначає силу, з якою магнітне поле діє на малий відрізок провідника із струмом.

Сила Ампера залежить від сили струму  , елемента (частини) довжини провідника  , кута між напрямом струму і напрямом ліній магнітного поля   та магнітної індукції  , і задається формулою

У векторній формі сила Ампера записується

.

Якщо кут між векторами   i   менший, ніж 90°, то:

Якщо кут між векторами   i   дорівнює 90°, тоді sin90°=1, звідси:

.

Магнітна індукція у просторі навколо провідника зі струмом визначається законом Біо-Савара.

Два паралельиых проводника

Найбільш відомим прикладом, що ілюструє силу Ампера, є наступна задача. У вакуумі на відстані один від одного розташовані два нескінченних паралельних провідника, в яких в одному напрямі

течуть струми і. Потрібно знайти силу, що діє на одиницю довжини провідника.Відповідно до закону Біо - Савара - Лапласа нескінченний провідник зі струмом в точці на відстані створює магнітне поле з індукцією

где   — магнітна стороння.

Тепер за законом Ампера знайдемо силу, з якою перший провідник діє на другий:

За правилом буравчика,   направлена в сторону першого провідника (аналогічно і для  , отже, провідники притягуются).

Модуль даной сили (  — відстань між провідниками):

Интегруємо, враховуючи тільки провідник одиничної довжини (пределы   от 0 до 1):

з отриманої формули і визначення ампера , слідує, що магнітная постійна   рівна   Н/А² або, те ж саме,   Гн/ м точно.

16.Сила Лоренца

Так як електричний струм являє собою упорядкований рух зарядів, то дія магнітного поля на провідник зі струмом є результат його дії на окремі рухомі заряди.

Силу, що діє з боку магнітного поля на рухомі в ньому заряди, називають силою Лоренца.

Сила Лоренца визначається співвідношенням: F_л = q·V·B·sin де q - величина рухомого заряду;V - модуль його швидкості;B - модуль вектора індукції магнітного поля;a - кут між вектором швидкості заряду і вектором магнітної індукції.

Сила Лоренца перпендикулярна швидкості і тому вона не здійснює роботи, не змінює модуль швидкості заряду і його кінетичної енергії. Але напрям швидкості змінюється безперервно

Сила Лоренца перпендикулярна векторах В і v, і її напрямок визначається за допомогою того ж правила лівої руки, що й напрямок сили Ампера: якщо ліву руку розташувати так, щоб складова магнітної індукції В, перпендикулярна швидкості заряду, входила в долоню, а чотири пальці були спрямовані по руху позитивного заряду (проти руху негативного), то відігнутий на 90 градусів великий палець покаже напрям діючої на заряд сили Лоренца.

Сила Лоренца залежить від модулів швидкості частинки і індукції магнітного поля. Ця сила перпендикулярна швидкості і, отже, визначає доцентрове прискорення частинки. Частка рівномірно рухається по колу радіуса r

Рух зарядженої частинки в однорідних полях

В однорідному магнітному полі заряджена частинка рухається по гвинтовій лінії, яку в фізиці дещо нестрого часто називають спіраллю. Радіус гвинтової лінії (циклотронний радіус) визначається перпендикулярною до поля складовою початкової швидкості частинки. Крок гвинтової лінії — паралельною до поля складовою початкової швидкості частинки. Гвинтова лінія закручена за чи проти годинникової стрілки, в залежності від знаку заряду частинки.