41.Сила взаимодействия(на единицу длины) между двумя прямыми параллельными проводниками с токами для одинаково и противоположно направленных токов.

Закон Ампера применяется для опре­деления силы взаимодействия двух токов. Рассмотрим два бесконечных прямолиней­ных параллельных тока I₁ и I₂ (направле­ния токов указаны на рис. 167), расстоя­ние между которыми равно R. Каждый из проводников создает магнитное поле, ко­торое действует по закону Ампера на дру­гой проводник с током. Рассмотрим, с ка­кой силой действует магнитное поле тока I₁ на элемент dl второго проводника с то­ком I₂. Ток I₁ создает вокруг себя магнит­ное поле, линии магнитной индукции кото­рого представляют собой концентрические окружности. Направление вектора b₁ за­дается правилом правого винта, его мо­дуль равен

181

Направление силы dF₁, с которой поле B₁ действует на участок dl второго тока, определяется по правилу левой руки и указано на рисунке. Модуль силы, со­гласно (111.2), с учетом того, что угол  между элементами тока I₂ и вектором B₁ прямой, равен

dF₁=I₂B₁dl, или, подставляя значение для В₁, получим

Рассуждая аналогично, можно пока­зать, что сила dF₂, с которой магнитное поле тока I₂ действует на элемент dl пер­вого проводника с током I₁, направлена в противоположную сторону и по модулю равна

Сравнение выражений (111.3) и (111.4) показывает, что

dF₁=dF₂,

т. е. два параллельных тока одинакового направления притягиваются друг к другу с силой

Если токи имеют противоположные на­правления, то, используя правило левой руки, можно показать, что между ними действует сила отталкивания, определяе­мая формулой (111.5).

42.Вращающий момент, действующий на контур с током в однородном магнитном поле.

Однородное поле.

Если поместить контур (виток) с током во внешнее однородное магнитное поле так, чтобы плоскость контура была перпендикулярна линиям индукции этого поля, то в зависимости от направления линий индукции (или тока) на контур будет действовать или растягивающие или сжимающие силы (см. рис.  направления сил можно определить, пользуясь правилом левой руки). Эти силы необходимо учитывать при расчетах электромагнитов. При больших токах магнитные силы могут быть очень велики

Если поместить контур с током так, чтобы его плоскость была параллельна линиям индукции внешнего магнитного поля, то на контур будут действовать силы, поворачивающие его. Иначе говоря, силы Ампера будут создавать вращающие моменты. Найдем суммарный момент этих сил (см. рис.). На участках 1-2 и 3-4 магнитные силы равны нулю, т.к. направления тока и индукции параллельны и антипараллельны, и sin = 0.

	сила, действующая на участок 1-4 и момент этой силы
	сила, действующая на участок 2-3 и момент этой силы
	Оба момента сил будут поворачивать контур вокруг оси, проходящей через т.0, до тех пор, пока плоскость контура не установится перпендикулярно линиям В. Используем выражение для магнитного момента контура и для площади контура S = ab.

Учитывая векторный характер этих величин, можно записать общее выражение:

Вращающий момент (момент сил), действующий на контур с током в магнитном поле.

Таким образом, во внешнем однородном магнитном поле под действием магнитных сил:

1)свободно ориентированный контур с током будет поворачиваться до тех пор, пока плоскость контура не окажется перпендикулярной линиям индукции, т.е. пока магнитный момент не станет параллельным линиям индукции и

2)на контур будут действовать растягивающие силы.