3. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.

Закон Ампера

F=I∙В∙Δℓ∙sin∙α

Определяет силу, с которой магнитное поле с индукцией В действует на элемент Δℓ проводника с током, находящегося в этом поле.

(α - угол между направлением элемента проводника с током и магнитной индукцией В)

Направление силы Ампера

Направление силы Ампера определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить maк, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытя­нутых пальца расположить по направлению mокa в nроводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера (см. рисунок).

Магнитное поле прямого тока

В= µ₀µ∙I / 2π∙r

Магнитная индукция поля, создаваемого бесконечно длинным прямым проводником c током 1 в точке, удаленной от оси проводника на расстояние r

[µ₀= 4π∙10^-7 магнитная постоянная; µ- магнитная nроницаемость среды.]

Магнитное поле кругового тока

В= µ₀µ∙I / 2∙R

Линии В тока, текущего по кольцевому проводнику, в плоскости кольца перпендикулярны к нему; их на­правление также находят по пра­вилу правого буравчика: вращение буравчика совмещают с направле­нием тока в кольце; поступатель­ное движение буравчика дает направление линий вектора В в плоскости кольца .

Магнитная проницаемость среды

Показывает, во сколько раз сила взаимодействия то­ков в среде больше их силы взаимодействия в ваку­уме.

Соленоид

Свернутый в спираль изолированный проводник, по которо­му течет электрический ток.

Линии магнитной индукции поля соленоида

На рисунке показаны линии магнитной индукции по­ля соленоида.

Магнитное поле внутри соленоида однородно: линии индукции параллельны и огибают его с наружной стороны. Направление линий индукции магнитного поля соленоида можно определить по правилу правого винта, как и для кругового тока.

Магнитные полюсы у соленоида определяются так:

линии индукции выходят из соленоида со стороны северного полюса и входят со стороны южного. Поверхность, обтекаемая током по часовой стрелке - является южным полюсом, поверхность, которую ток обтекает против часовой стрелки – является северным полюсом.

Опытное наблюдение магнитного поля соленоида

На рисунке приведены линии магнитной индукции соленоида, «проявленные» с помощью железных опи­лок.

Индукция магнитного поля внутри соленоида

Соленоид без сердечника (µ= 1).

[N - число витков; l - длина соленоида; 1 - сила тока, текущего в соленоиде; µ₀ - магнитная постоян­ная.]

Взаимодействие параллельных токов

F=µ₀I₁I₂ℓ / 2π ∙r , где r – расстояние между проводниками.

Два параллельных проводника с токами I₁ и I₂ нахо­дятся на расстоянии r друг от друга.

Каждый из проводников создает магнитное поле, ко­торое действует по закону Ампера на другой провод­ник c током.