§ 29. Сіла Ампера. Прынцып суперпазіцыі магнітных палёў

Адсылка да электроннага дадатку для павышанага ўзроўню

Закон Ампера. Няхай магнітная індукцыя B with rightwards arrow on top ўтварае вугал α з напрамкам току ў прамалінейным участку правадніка даўжынёй Δl (мал. 163.2). Калі ўвесь прамалінейны праваднік даўжынёй l знаходзіцца ў аднародным магнітным полі, то Δl = l. Як ужо адзначалася, на праваднік з токам, размешчаны паралельна лініям індукцыі, магнітнае поле не робіць ніякага ўздзеяння. Таму модуль сілы Ампера залежыць толькі ад модуля складніка магнітнай індукцыі B subscript perpendicular equals B sin straight alpha, перпендыкулярнага правадніку, і не залежыць ад модуля складніка B subscript parallel to equals B cos straight alpha, паралельнага правадніку.

Мал.
Мал. 163.2

З выразу (29.1) вынікае, што максімальнае значэнне сілы Ампера:

Fmax = BIΔl.

Эксперыментальна даказана, што ў агульным выпадку модуль сілы Ампера можна разлічыць па формуле

FA = BIΔlsinα.

(29.2)

Выраз (29.2) называюць законам Ампера.

Мал.
Мал. 164

Напрамак сілы Ампера вызначаюць паводле правіла левай рукі: калі левую руку размясціць так, каб перпендыкулярны да правадніка складнік індукцыі магнітнага поля B with rightwards arrow on top subscript perpendicular уваходзіў у далонь, чатыры выцягнутыя пальцы былі накіраваныя па току, то адагнуты на 90° у плоскасці далоні вялікі палец пакажа напрамак сілы Ампера, якая дзейнічае на прамалінейны ўчастак правадніка з токам (мал. 164).

Ад тэорыі да практыкі

1. На прамалінейны праваднік з токам, размешчаны перпендыкулярна лініям магнітнай індукцыі аднароднага магнітнага поля з індукцыяй B with rightwards arrow on top, дзейнічае магнітная сіла F with rightwards arrow on top.

а) Як зменяцца модулі індукцыі аднароднага магнітнага поля В і сілы Ампера FА, калі сілу току ў правадніку павялічыць у 2,5 раза?

б) Як зменіцца модуль сілы FА, калі праваднік размясціць паралельна лініям магнітнай індукцыі?

2. У аднародным магнітным полі перпендыкулярна лініям індукцыі размешчаны праваднік з токам, сагнуты пад прамым вуглом. Пад якім вуглом адна да адной накіраваны сілы Ампера, што дзейнічаюць на стораны гэтага вугла?

Адсылка да электроннага дадатку для павышанага ўзроўню

Закон Ампера дазваляе растлумачыць узаемадзеянне паралельных праваднікоў з токам (мал. 164.1). Ток I1 стварае магнітнае поле з індукцыяй B with rightwards arrow on top subscript 1, якое дзейнічае на праваднік з токам I2 сілай, модуль якой F12 = B1I2Δl. Ток I2 стварае магнітнае поле, індукцыя якога B with rightwards arrow on top subscript 2. Гэтае поле дзейнічае на праваднік з токам I1 сілай, модуль якой F21 = B2I1Δl. Сілы F with rightwards arrow on top subscript 12 і F with rightwards arrow on top subscript 21 знаходзяцца ў той жа плоскасці, што і праваднікі з токам, і з'яўляюцца сіламі прыцяжэння, калі токі накіраваны ў адзін бок (мал. 164.1, а), і сіламі адштурхвання, калі токі накіраваны ў супрацьлеглыя бокі (мал. 164.1, б) (праверце гэта самастойна, выкарыстоўваючы правіла свярдзёлка (або правіла правай рукі) для вызначэння напрамкаў індукцыі магнітных палёў B with rightwards arrow on top subscript 1 і B with rightwards arrow on top subscript 2 і правіла левай рукі для вызначэння напрамкаў сіл Ампера). 

Мал.
Мал. 164.1