3.3 Ампер заңы. Лоренц күші

     магнит өрісінде тогы бар өткізгіш элементіне әсер ететін магниттік күш  ток элементіне, ток күшіне,  магнит индукциясына тура пропорционал болады.

 

                                       (122)

 

мұндағы – өткізгіштегі ток бағыты мен магнит индукциясы векторының арасындағы бұрыш. күш бағыты векторлық көбейтудің жалпы ережесіне сәйкес сол қол ережесімен (30-сурет) анықталады:

     егер сол қолды индукция векторы алақанға кіретіндей етіп, ал төрт саусақты біріктіріп ток бағытымен ұстаса, керіп ұстаған бас бармақ  токқа әсер ететін магниттік күш бағытын көрсетеді.

30-сурет

 

осы ампер заңын параллель токтардың өзара  әсерін зерттеу үшін қолдануға болады (31а және 31б-сурет).  бір-бірінен r қашықтықта                                                                   орналасқан шексіз ұзын, түзу параллель өткізгіштерде i₁ және  i₂  ток болсын. бұлардың әрқайсысы басқа токқа әсер ететін магнит өрісін тудырады. бірінші токтың магнит өрісі индукциясының мәні:

                                                   

 

i₁  ток тарапынан   i₂  токтың   dl элементіне әсер етуші   күш:

 

      немесе       .

 

дәл осылай i₂  токтың магнит өрісінің  i₁  токтың dl элементіне әсер етуші  df₂ күші анықталады:                                                      

                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31а-сурет

 

яғни, параллель екі токтың арасындағы әсер күші

                                             (123)

 

 

       

31б–сурет

 

     лоренц күші – магнит өрісінің   жылдамдықпен  қозғалған q зарядты бөлшекке әсер ету күші.

 

                                                 (124)

 

лоренц күшінің бағыты сол қол ережесімен анықталады (32-сурет):

     егер сол қолды индукция векторы алақанға кіретіндей етіп, ал төрт саусақты біріктіріп оң зарядтың жылдамдығының бағытымен ұстаса, керіп ұстаған бас бармақ  зарядқа әсер ететін магниттік күш бағытын көрсетеді.                                               

 

                                       

 

 

 

 

32–сурет

 

лоренц күшінің модулі мына өрнекпен есептеледі:

                                               

мұндағы – магнит индукциясы  мен заряд жылдамдығы  векторларының арасындағы бұрыш. бұл күш әрқашан  жылдамдыққа перпендикуляр болғандықтан жылдамдықтың тек бағыты өзгереді. лоренц күші жұмыс атқармайды, яғни магнит өрісіндегі қозғалған зарядты бөлшектің кинетикалық энергиясы өзгермейді.

 

     зарядты бөлшектің магнит өрісіндегі қозғалысы

•  зарядты бөлшек магнит өрісі сызықтарының бойымен   қозғалғанда ( немесе ), магнит өрісі  зарядқа әсер етпейді: 

•   зарядты бөлшек магнит өрісіне (векторына) перпендикуляр ұшып кіргенде, лоренц күші модулі бойынша тұрақты болады (33-сурет):

,          ,       

 

 

33-сурет

 

•   зарядты бөлшек магнит өрісіне  бұрышпен  ұшып кіргенде, лоренц күші модулі бойынша тұрақты болады. зарядты бөлшек осі магнит индукциясы сызықтарына параллель, радиусы тұрақты бұрандалы траекториямен қозғалады  (34-сурет)

34-сурет

 

траектория шеңберінің радиусы:

 

зарядты бөлшектің айналыс периоды:

 

бұрандалы сызықтың қадамы: