Virkningen af ​​et magnetfelt på en strømførende leder

Hvis vi forsøger at sætte to ens permanente ringmagneter sammen med modsatte poler, så vil de på et tidspunkt, når de kommer tættere på, begynde at tiltrække mere og mere til hinanden.

Og hvis du forsøger at bringe de samme magneter tættere sammen, men med polerne af samme navn, så vil de i en vis afstand i stigende grad hindre denne konvergens, de vil forsøge at sprede sig til siderne, som om de frastøder hinanden.

Det betyder, at der i nærheden af ​​magneterne er noget immaterielt stof, som udviser disse egenskaber, udøver en mekanisk effekt på magneterne, og styrken af ​​denne effekt er ikke den samme i forskellige afstande fra magneterne, jo tættere det er, jo stærkere er det. .Denne uhåndgribelige sag kaldes magnetfelt.

Videnskaben har længe vidst, at kilden til et magnetfelt er en elektrisk strøm. I permanente magneter er disse mikrostrømme inde i molekyler og atomer, men der er mange, mange mange sådanne strømme, og det samlede magnetfelt er magnetfeltet permanent magnet.

Hvis vi tager en separat strømførende ledning, så har den også et magnetfelt.Og dette magnetfelt er i stand til at interagere med andre magnetfelter på samme måde. Det vil sige, at en strømførende leder interagerer med et eksternt magnetfelt.

Loven om en leders interaktion med en strøm og et magnetfelt blev etableret af en fransk fysiker Andre-Marie Ampere i første halvdel af 1800-tallet.

Ampere viste eksperimentelt, at en strømførende leder i et magnetfelt påvirkes af en kraft, hvis retning og størrelse afhænger af størrelsen og den relative position af strømmen og den magnetiske induktionsvektor af det magnetiske felt, hvori strømlederen er placeret. Denne kraft kaldes i dag Ampere styrke… Her er hans formel:

Her:

a er vinklen mellem strømretningen og den magnetiske induktionsvektor;

B — magnetisk induktion af det eksterne magnetfelt ved placeringen af ​​den strømførende leder;

I er mængden af ​​strøm i ledningen;

l er den aktive længde af den strømførende ledning.

Størrelsen af ​​kraften, der virker på siden af ​​magnetfeltet på den strømførende leder, er numerisk lig med produktet af modulet af den magnetiske induktion af længden af ​​lederelementet placeret i magnetfeltet og størrelsen af ​​strømmen i lederen, og er også proportional med sinus af vinklen mellem strømmens retning og retningen af ​​den magnetiske induktionsvektor.

Retningen af ​​Amperes kraft bestemmes efter venstrehåndsreglen: hvis venstre hånd er placeret således, at den vinkelrette komponent af den magnetiske induktionsvektor B kommer ind i håndfladen, og fire udstrakte fingre er rettet i strømmens retning, så tommelfingeren, bøjet i 90 grader, vil angive retningen af ​​kraften, der virker på et segment af strømførende ledning, det vil sige retningen af ​​Ampere-kraften.

Da magnetfeltet adlyder princippet om overlejring af felter, vil magnetfeltet for den strømførende leder og det magnetiske felt, hvori denne leder er placeret, lægges sammen i rummet omkring lederen.

Som et resultat heraf ser billedet af strømmens interaktion med magnetfeltet ud, som om ledningen skubbes fra det område, hvor magnetfeltet er mere koncentreret, til det område, hvor magnetfeltet er mindre koncentreret.

Området, hvor magnetfeltet er stærkere, kan forestilles som fyldt med stramt strakte filamenter, som har tendens til at skubbe lederen i den retning, hvor filamenterne er svagere.