Djelovanje magnetskog polja na vodič kroz koji teče struja

Ako pokušamo spojiti dva identična trajna prstenasta magneta sa suprotnim polovima, tada će se u nekom trenutku kada se približe početi sve više privlačiti jedan drugoga.

A ako pokušate približiti iste magnete, ali s istoimenim polovima, tada će na određenoj udaljenosti sve više ometati ovu konvergenciju, pokušat će se raširiti na strane, kao da se odbijaju.

To znači da u blizini magneta postoji neka nematerijalna materija koja pokazuje ta svojstva, vrši mehanički učinak na magnete, a jačina tog učinka nije ista na različitim udaljenostima od magneta, što je bliže, to je jači. .Ova nematerijalna materija se zove magnetsko polje.

Znanost je odavno znala da je izvor magnetskog polja električna struja. U trajnim magnetima, te mikrostruje su unutar molekula i atoma, ali postoji mnogo, mnogo mnogo takvih struja, a ukupno magnetsko polje je magnetsko polje trajni magnet.

Ako uzmemo zasebnu žicu koja nosi struju, tada ona također ima magnetsko polje.I ovo magnetsko polje može na isti način djelovati s drugim magnetskim poljima. To jest, vodič kroz koji teče struja djeluje u interakciji s vanjskim magnetskim poljem.

Zakon o međudjelovanju vodiča sa strujom i magnetskim poljem uspostavio je francuski fizičar Andre-Marie Ampere u prvoj polovici 19. stoljeća.

Ampere je eksperimentalno pokazao da na vodič kroz koji teče struja u magnetskom polju djeluje sila čiji smjer i veličina ovise o veličinama i relativnom položaju struje i vektoru magnetske indukcije magnetskog polja u kojem se nalazi vodič struje. Ova sila se danas zove Amperska snaga… Evo njegove formule:

Ovdje:

a je kut između smjera struje i vektora magnetske indukcije;

B — magnetska indukcija vanjskog magnetskog polja na mjestu vodiča sa strujom;

I je količina struje u žici;

l je aktivna duljina žice kojom teče struja.

Veličina sile koja djeluje na strani magnetskog polja na vodič kroz koji teče struja brojčano je jednaka umnošku modula magnetske indukcije duljine elementa vodiča postavljenog u magnetsko polje i veličine struje u vodiču, a također je proporcionalan sinusu kuta između smjera struje i smjera vektora magnetske indukcije.

Smjer Amperove sile određuje se prema pravilu lijeve ruke: ako je lijeva ruka postavljena tako da okomita komponenta vektora magnetske indukcije B ulazi u dlan, a četiri ispružena prsta su usmjerena u smjeru struje, tada palac savijen pod 90 stupnjeva pokazat će smjer sile koja djeluje na segment žice kojom teče struja, odnosno smjer Amperove sile.

Budući da se magnetsko polje pokorava principu superpozicije polja, magnetsko polje vodiča sa strujom i magnetsko polje u kojem se taj vodič nalazi zbrajaju se u prostoru oko vodiča.

Kao rezultat toga, slika interakcije struje s magnetskim poljem izgleda kao da se žica gura iz područja gdje je magnetsko polje jače koncentrirano u područje gdje je magnetsko polje manje koncentrirano.

Područje gdje je magnetsko polje jače može se zamisliti kao ispunjeno čvrsto rastegnutim filamentima, koji nastoje gurnuti vodič u smjeru gdje su filamenti slabiji.