9.3.3. Произвольное изменение положения малой рамки с постоянным током в неоднородном магнитном поле.

Такое произвольное изменение положения можно произвести путем параллельного переноса и поворота вокруг неподвижной оси, поэтому из формул иполучим:

Отсюда следует, что работа сил Ампера при изменении положения малой рамки с током, величину которого мы поддерживаем постоянной, зависит только от разности положений в начальном и конечном положении.

Введем по определению потенциальную функцию рамки с током в магнитном поле:

Заметим, что – не потенциальная энергия взаимодействия рамки с полем. Дело в том, что магнитное поле не совершает работы (работа магнитной составляющей силы Лоренца = 0) и не несет энергетических затрат при изменении положения рамки. Затраты несет источник, благодаря которому ток в рамке является постоянным.

Тем не менее для силы, действующей со стороны неоднородного магнитного поля на рамку с током, мы можем написать:

С помощью этой силы можно найти силу, действующую на рамку с током во внешнем неоднородном магнитном поле. Можно последнюю формулу переписать и иначе:

- дифференцирование поля проводится вдоль вектора(вдоль, вектора площади).

Если поле является однородным, то на рамку с током сила не действует.

Опираясь на формулу , можно найти проекциюмомента силна ось вращенияx рамки (смотри рисунок в пункте 14.2)

, где - угол между направлением поля, в которое мы погрузили рамку, и направлением магнитного момента, или в векторном виде:

.