Magneettikentän vaikutus virtaa kuljettavaan johtimeen

Jos yritämme laittaa kaksi identtistä kestorengasmagneettia yhteen vastakkaisilla navoilla, niin jossain vaiheessa kun ne tulevat lähemmäksi, ne alkavat vetää puoleensa yhä enemmän toisiaan.

Ja jos yrität tuoda samat magneetit lähemmäksi toisiaan, mutta samannimisellä napoilla, niin tietyllä etäisyydellä ne estävät yhä enemmän tätä lähentymistä, ne yrittävät levitä sivuille, ikään kuin ne hylkivät toisiaan.

Tämä tarkoittaa, että magneettien lähellä on jotain aineetonta ainetta, jolla on nämä ominaisuudet ja joka vaikuttaa magneetteihin mekaanisesti, ja tämän vaikutuksen voimakkuus ei ole sama eri etäisyyksillä magneeteista, mitä lähempänä se on, sitä vahvempi se on. .Tätä aineetonta asiaa kutsutaan magneettikenttä.

Tiede on pitkään tiennyt, että magneettikentän lähde on sähkövirta. Kestomagneeteissa nämä mikrovirrat ovat molekyylien ja atomien sisällä, mutta sellaisia ​​virtoja on monia, monia, ja kokonaismagneettikenttä on magneettikenttä kestomagneetti.

Jos otamme erillisen virtaa kuljettavan johdon, siinä on myös magneettikenttä.Ja tämä magneettikenttä pystyy olemaan vuorovaikutuksessa muiden magneettikenttien kanssa samalla tavalla. Eli virtaa kuljettava johdin on vuorovaikutuksessa ulkoisen magneettikentän kanssa.

Ranskalainen fyysikko perusti lain johtimen vuorovaikutuksesta virran ja magneettikentän kanssa Andre-Marie Ampere 1800-luvun ensimmäisellä puoliskolla.

Ampere osoitti kokeellisesti, että magneettikentässä olevaan virtaa kuljettavaan johtimeen vaikuttaa voima, jonka suunta ja suuruus riippuvat virran suuruudesta ja suhteellisesta sijainnista sekä sen magneettikentän magneettisen induktiovektorista, jossa virtajohdin sijaitsee. Tätä voimaa kutsutaan nykyään Ampeerin vahvuus… Tässä on hänen kaavansa:

Tässä:

a on virran suunnan ja magneettisen induktiovektorin välinen kulma;

B - ulkoisen magneettikentän magneettinen induktio virtaa kuljettavan johtimen kohdassa;

I on johdossa olevan virran määrä;

l on virtaa kuljettavan johtimen aktiivinen pituus.

Magneettikentän puolella virtaa kuljettavaan johtimeen vaikuttavan voiman suuruus on numeerisesti yhtä suuri kuin magneettikenttään asetetun johdinelementin pituuden magneettisen induktion moduulin ja virran suuruuden tulo. johtimessa, ja se on myös verrannollinen virran suunnan ja magneettisen induktiovektorin suunnan välisen kulman siniin.

Amperen voiman suunta määräytyy vasemman käden säännön mukaan: jos vasen käsi on sijoitettu siten, että magneettisen induktiovektorin B kohtisuora komponentti tulee kämmenelle ja neljä ojennettua sormea ​​on suunnattu virran suuntaan, niin 90 astetta taivutettu peukalo osoittaa virtaa kuljettavan langan segmenttiin vaikuttavan voiman suunnan, eli ampeerivoiman suunnan.

Koska magneettikenttä noudattaa kenttien superpositioperiaatetta, virtaa kuljettavan johtimen magneettikenttä ja magneettikenttä, jossa tämä johtime sijaitsee, summautuvat johtimen ympärillä olevaan tilaan.

Tämän seurauksena kuva virran vuorovaikutuksesta magneettikentän kanssa näyttää siltä, ​​että lanka työnnetään alueelta, jossa magneettikenttä on keskittyneempi, alueelle, jossa magneettikenttä on vähemmän keskittynyt.

Alue, jossa magneettikenttä on voimakkaampi, voidaan kuvitella olevan täynnä tiukasti venytettyjä filamentteja, jotka pyrkivät työntämään johtimen suuntaan, jossa filamentit ovat heikompia.