Проводник с током в магнитном поле

Если внести проводник с током в магнитное поле (рисунок 1, а), то мы увидим, что в результате сложения магнитных полей магнита и проводника произойдет усиление результирующего магнитного поля с одной стороны проводника (на чертеже сверху) и ослабление магнитного поля с другой стороны проводника (на чертеже снизу). В результате действия двух магнитных полей произойдет искривление магнитных линий и они, стремясь сократиться, будут выталкивать проводник вниз (рисунок 1, б).

Взаимодействие проводника с током и магнитного поля

Рисунок 1. Взаимодействие проводника с током и магнитного поля

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить по "правилу левой руки". Его формулировка звучит так:

Если левую руку расположить в магнитном поле так, чтобы магнитные линии, выходящие из северного полюса, как бы входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то большой отогнутый палец руки покажет направление действия силы (рисунок 2). Действующую силу еще называют – "сила Ампера".

Определение направления силы, действующей на проводник по "правилу левой руки"
Рисунок 2. Определение направления силы, действующей на проводник по "правилу левой руки" Рисунок 3. Зависимость направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, от направления поля и направления тока в проводнике

Из рисунка 3 видно, что направление силы, действующей на проводник, можно изменить, либо меняя полюсы и изменяя этим направление магнитного поля (рисунок 3, а и б, а также в и г), либо меняя направление движения тока в проводнике (рисунок 3, а и в, а также б и г).

Если же поменять и полюсы и направление тока в проводнике одновременно, то направление силы, действующей на проводник, не изменится (рисунок 3, а и г, а также б и в).

Сила ΔF, действующая на элемент длины Δl проводника, зависит: от величины магнитной индукции B, величины тока в проводнике I, от элемента длины Δl проводника и от синуса угла α между направлением элемента длины Δl проводника и направлением магнитного поля. Эта зависимость может быть выражена формулой:

ΔF = B × I × Δl × sin α .

Для прямолинейного проводника конечной длины, помещенного перпендикулярно к направлению равномерного магнитного поля, сила, действующая на проводник, будет равна:

F = B × I × l .

Из последней формулы определим размерность магнитной индукции.

Так как размерность силы

Размерность силы

то размерность магнитной индукции

Размерность магнитной индукции

то есть размерность индукции такая же, какая была получена из закона Био и Савара.

Источник: Кузнецов М. И., "Основы электротехники" - 9-е издание, исправленное - Москва: Высшая школа, 1964 - 560с.

23 февраля 2015 | Электротехника

После открытия магнитного поля вокруг проводника с током была замечена тождественность магнитного действия токов и постоянных магнитов. Позднее наука пришла к выводу, что причиной любого магнитного поля является электрический ток...

14 ноября 2013 | Справочник электромеханика

Проектирование трансформаторов слагается из их расчета и конструирования. Расчет трансформатора в общем представляет собой математически неопределенную задачу со многими решениями, так как число определяемых неизвестных, связывающих их, больше числа уравнений...

31 марта 2015 | Электротехника

Если в цепь постоянного тока включить конденсатор (идеальный – без потерь), то в течение короткого времени после включения по цепи потечет зарядный ток. После того как конденсатор зарядится до напряжения...

16 февраля 2015 | Электротехника

Возьмем проводник, согнутый по кругу, и пропустим по нему ток (рисунок 1). Из чертежа видно, что магнитные линии по-прежнему замыкаются вокруг проводника с током и имеют форму окружностей. Магнитные линии...

13 февраля 2015 | Электротехника

Если взять концы двух проводников, присоединенных к полюсам источника электрического напряжения, и сблизить их почти вплотную, то между концами проводников образуется искра. Вследствие плохого контакта концы проводников будут нагреваться, и...

Информационный сайт "Электромеханика", © 2011-2019. Копирование материалов запрещено.