Действие магнитного поля на проводник с током

1. Сила Ампера

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.

Её модуль определяется формулой:

где:

•  — сила (Н),
•  — магнитная индукция (Тл),
•  — сила тока (А),
•  — длина проводника в поле (м),
•  — угол между направлением тока и линиями поля.

2. Физический смысл

Сила Ампера возникает потому, что:

• движущиеся заряды (электроны) взаимодействуют с магнитным полем;

• магнитное поле изменяет направление их движения;

• в результате возникает сила, действующая на весь проводник.

3. Направление силы (правило левой руки)

Чтобы определить направление силы Ампера, используют правило левой руки:

• ладонь располагают так, чтобы линии магнитного поля входили в неё;

• четыре пальца направляют по току;

• отогнутый большой палец показывает направление силы.

Наглядная схема действия силы Ампера

На схеме показано:

• направление тока в проводнике;

• линии магнитного поля;

• направление силы, действующей на проводник.

4. Частные случаи

1. Если проводник перпендикулярен полю ():

Сила максимальна.

2. Если проводник параллелен полю ():

5. Работа силы Ампера

Если проводник может двигаться, сила Ампера совершает работу:

где  — перемещение.

Эта работа приводит к превращению электрической энергии в механическую.

6. Применение в технике

1. Электродвигатели
   Проводники с током вращаются в магнитном поле, создавая движение.

2. Гальванометры и амперметры
   Используют отклонение рамки с током в магнитном поле.

3. Реле и электромагниты
   Переключают электрические цепи.

4. Громкоговорители
   Преобразуют электрический сигнал в звук.

7. Взаимодействие проводников с током

Если два проводника с током находятся рядом:

• при одинаковом направлении токов — они притягиваются;

• при противоположном — отталкиваются.

Это тоже объясняется действием магнитного поля.

8. Значение темы

Действие магнитного поля на проводник:

• объясняет работу электрических машин;

• связывает электричество и механику;

• используется во всех современных устройствах.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое сила Ампера?

2. От каких величин зависит её значение?

3. Как определяется направление силы?

4. В каком случае сила максимальна?

5. Когда сила равна нулю?

6. Где используется действие силы Ампера?

7. Как взаимодействуют два проводника с током?