Сила Ампера – формула, определение, законы и правила, определение направления кратко

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 242.

Обновлено 17 Декабря, 2020

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 242.

Обновлено 17 Декабря, 2020

Взаимодействие магнитного поля и проводника с током состоит в появлении некоторой силы со стороны поля, приложенной к проводнику. Изучением этой силы занимался А. Ампер, и в настоящее время она носит его имя. Кратко познакомимся с силой Ампера.

Вектор магнитной индукции

В качестве силовой характеристики любого поля обычно выступает сила, действующая на пробный заряд в этом поле. Для магнитного поля ситуация осложняется тем, что магнитных зарядов не найдено (хотя теория не запрещает их существование). Но, поскольку магнитное поле взаимодействует с электрическим током, пробный заряд в силовой характеристике поля можно заменить небольшим отрезком проводника с током (иногда используется обозначение «элемент тока»).

Рис. 1. Влияние магнитного поля на проводник.

Опыты показывают, что сила, действующая на проводник с током, зависит от силы магнитного поля, от силы тока в проводнике, от длины и ориентации проводника. Поэтому в качестве силовой характеристики магнитного поля принята векторная величина — магнитная индукция, модуль которой равен:

$$|B|={F_{max} \over I Δl}$$

где:

• $F_{max}$ — максимальное значение силы, которая может действовать на проводник;
• $I$ — сила тока в проводнике;
• $Δl$ — длина проводника.

За направление вектора магнитной индукции принято направление на северный полюс, которое покажет стрелка компаса, помещенного в это поле. Также для нахождения этого направления существуют специальные мнемонические правила (буравчика и охвата правой рукой).

Из данной формулы можно также получить единицу магнитной индукции — тесла (обозначается Тл).

Магнитное поле с индукцией 1 тесла взаимодействует с проводником длиной 1 метр, по которому течет ток 1 ампер с силой в 1 ньютон.

1 Тл — это очень сильное магнитное поле. Магнитное поле, появляющееся в нескольких сантиметрах вокруг проводов в электрических схемах, имеет индукцию порядка единиц и десятков микротесла. Магнитное поле Земли в среднем имеет индукцию около 0,05 мТл. Индукция магнитного поля бытовых магнитов имеет величину порядка 1–10 мТл. Наибольшая индукция магнитного поля, с которым может иметь дело обычный человек, — это индукция в МРТ-сканере. Она может достигать значения 3 Тл.

Рис. 2. Магнитно-резонансный томограф.

Сила Ампера

Зная индукцию магнитного поля, можно получить формулу силы Ампера, действующей на проводник с током. Из приведенного выше выражения следует, что модуль максимальной силы, действующей на элемент тока, равен:

$$F_{max}= I B Δl$$

Сила этой величины действует на элемент тока в случае, когда угол $\alpha$ между линиями магнитного поля и направлением тока в проводнике составляет 90⁰. Если линии магнитного поля будут параллельны элементу тока, то сила будет равна нулю.

То есть на элемент тока действует только перпендикулярная составляющая магнитной индукции, расчет которой производится по формуле:

$$B_{\perp}= B sin \alpha$$

Следовательно, модуль силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля индукцией $B$ на проводник длиной $Δl$, по которому течет ток силой $I$, равен:

$$F= I |\overrightarrow B| Δl sin \alpha$$

Полученное выражение называется законом Ампера. Направление силы Ампера всегда перпендикулярно направлению тока и определяется с помощью мнемонического правила левой руки: если расположить левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по направлению электрического тока, а перпендикулярная составляющая индукции $B_{\perp}$ входила в ладонь, то большой палец покажет направление силы Ампера.

Рис. 3. Правило левой руки.

Что мы узнали?

Сила Ампера — это сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля. Она зависит от индукции магнитного поля, от направления этой индукции, от тока в проводнике и длины проводника. Для ее определения используется закон Ампера, а направление находится с помощью правила левой руки.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Наталья Блохина

  10/10

Оценка доклада

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 242.

---

А какая ваша оценка?

Применение закона Ампера

1. Главная страница 🏠
2. 📚 Библиотека
3. 👉 Электричество и магнетизм 👈
4. org/ListItem»> Электричество и магнетизм. Лекции.
5. Применение закона Ампера

Нужна помощь в написании работы?

Узнать стоимость

 Рамка с током во внешнем магнитном поле.

Рассмотрим рамку с закрепленной осью со сторонами l и 2r, по которой течет ток I, находящуюся во внешнем магнитном поле с индукцией

B. На каждую сторону l действует сила Ампера , создающая вращающий момент. Суммарный момент, действующий на рамку равен . Вводя понятие магнитного момента рамки с током , получим связь магнитного и механического моментов: .

2)    Взаимодействие проводников с током.

Рассмотрим два параллельных бесконечных проводника с токами I1 и I2, находящиеся на расстоянии r друг от друга. Пусть проводник с током I1 создает поле, а проводник с током I2 в него попадает. Индукция магнитного поля первого проводника . По закону Ампера сила, действующая на единицу длины второго проводника равна , по третьему закону Ньютона она равна силе, действующей со стороны второго проводника на первый. Направление индукции магнитного поля и силы Ампера определяется правилом буравчика.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

• Реферат

  Применение закона Ампера

  От 250 руб

• Контрольная работа

  Применение закона Ампера

  От 250 руб

• Курсовая работа

  Применение закона Ампера

  От 700 руб

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Поделись с друзьями

• Содержание
• Материалы 3
• Меню

Электрическое поле.

Закон Кулона

Теорема Гаусса.

Диэлектрики во внешнем электрическом поле.

Проводники в электрическом поле. Электроемкость. Конденсаторы.

Постоянный электрический ток.

Уравнение непрерывности.

Закон Ома для участка цепи.

Закон Ома для замкнутой цепи.

Магнитостатика.

Материалы по теме:

Закон Ампера. Лекция

Закон Ампера Лекция

Закон Ампера Шпаргалка

Добавить в избранное (необходима авторизация)

Ампер — wikidoc

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Galvanometer.png

Ток можно измерить с помощью гальванометра посредством отклонения магнитной стрелки в магнитном поле, создаваемом током.

ампер , на практике часто сокращается до ампер , (обозначение: А) является единицей электрического тока или количества электрического заряда в секунду. Ампер является базовой единицей СИ и назван в честь Андре-Мари Ампера, одного из главных первооткрывателей электромагнетизма.

Содержание

• 1 Определение
• 2 Реализация
• 3 Предлагаемое будущее определение
  • 3.1 Рекомендация МКМВ
• 4 См. также
• 5 Каталожные номера
• 6 Внешние ссылки

Определение

Ампер – это постоянный ток, который, если его провести в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с пренебрежимо малым круглым поперечным сечением, расположенных на расстоянии 1 метра друг от друга в вакууме, будет создавать между этими проводниками силу, равную 2× 10 ^–7 ньютонов на метр длины. ^{[1] [2]} Описание этого закона силы см. в Serway. ^[3] См. также закон силы Ампера. Ампер является базовой единицей, наряду с метром, кельвином, секундой, молем, канделой и килограммом: он определяется без привязки к количеству электрического заряда.

Единица заряда, кулон, определяется как количество заряда, вытесняемого током в один ампер в единицу времени в одну секунду. ^[4] И наоборот, ампер — это заряд в один кулон, проходящий через заданную точку за одну секунду; то есть вообще заряд Q определяется установившимся током I , протекающим в единицу времени t , как:

$Q=It\; \backslash !\backslash$

Реализация

Ампер наиболее точно вычисляется с использованием баланса ватт, но на практике поддерживается с помощью закона Ома из единиц ЭДС и сопротивления, вольт и ом, поскольку последние два могут быть связаны с относительно легко воспроизводимыми физическими явлениями, переходом Джозефсона и квантовым эффектом Холла соответственно. Официальная реализация стандартного ампера обсуждается в NIST 9.0051 Специальное издание 330 Барри Н. Тейлор (редактор) Приложение 2, с. 56.

Предлагаемое будущее определение

Поскольку кулон приблизительно равен 6,24150948×10 ¹⁸ элементарных зарядов, один ампер приблизительно эквивалентен 6,24150948×10 ¹⁸ элементарных зарядов, таких как электроны, преодолевающих границу за одну секунду.

Как и в случае с другими базовыми единицами СИ, были предложения изменить определение килограмма таким образом, чтобы определить некоторые измеряемые в настоящее время физические константы в фиксированных значениях. Одно из предложенных определений килограмма:

Килограмм — это масса, которая была бы ускорена с точностью до 2×10 ^-7 м/с ² , если на нее действует погонная сила между двумя прямыми параллельными проводниками бесконечной длины с ничтожно малым круглым поперечным сечением. , расположенные на расстоянии 1 метра друг от друга в вакууме, через который протекает постоянный ток, равный ровно 6 241 509 479 607 717 888 элементарных зарядов в секунду.

Это новое определение килограмма приводит к тому, что элементарный заряд фиксируется равным 9.0051 e = 1,60217653 и привело бы к функционально эквивалентному определению кулона как суммы ровно 6 241 509 479 607 717 888 элементарных зарядов и ампера как электрического тока ровно 6 241 509 479 607 717 888 элементарных зарядов в секунду. Это согласуется с текущим значением CODATA 2002 года для элементарного заряда, которое составляет 1,60217653×10 ^-19 ± 0,00000014×10 ^-19 C.

Рекомендация CIPM

Рекомендация 1 Международного комитета мер и весов (CIPM) (CI-2005): Подготовительные шаги к новым определениям килограмма, ампера, кельвин и моль с точки зрения фундаментальных констант

Международный комитет мер и весов (CIPM),

• одобрить в принципе подготовку новых определений и практических правил килограмма, ампера и кельвина, чтобы, если результаты экспериментальных измерений в течение следующих нескольких лет действительно были приемлемыми, все они были согласованы с различными консультативными комитетами. и другие соответствующие органы, МКМВ может своевременно подготовить предложения для представления государствам-членам Метрической конвенции для возможного принятия на 24-й сессии ГКМВ в 2011 г.;
• рассмотреть возможность одновременного переопределения моля в терминах фиксированного значения постоянной Авогадро;
• подготовить проект резолюции, который может быть представлен на 23-й сессии ГКМВ в 2007 г. , чтобы привлечь внимание государств-членов к этой деятельности;

Шаблон: строчные буквы единиц СИ

См. также

• Международная система единиц
• Закон Ома
• Гидравлический аналог
• Поражение электрическим током
• Закон силы Ампера
• Амперметр
• Кулон
• Магнитная постоянная

Ссылки

1. ↑ официальное определение BIPM
2. ↑ Пол М.С. Монк, Физическая химия: понимание нашего химического мира , John Wiley and Sons, 2004 онлайн.
3. ↑ Рэймонд А. Сервей и Джуэтт Дж. В. (2006). Принципы физики Сервея: текст , основанный на исчислении (Четвертое издание, изд.). Бельмонт, Калифорния: Томпсон Брукс/Коул. п. п. 746. ISBN 053449.143Х. CS1 maint: дополнительный текст (ссылка)
4. ↑ Таблица 3 BIPM

Внешние ссылки

• Справочник NIST по константам, единицам измерения и неопределенности
• Краткая история единиц СИ в электричестве
• NIST Определение ампер и мк ₀

ar:أمبير аст: Ампериу быть:Ампер be-x-old:Ампэр бн: অ্যাম্পিয়ার бс: Ампер бр: Ампер бг:Ампер ca: Ампер cs:Ампер да:Ампер де: Ампер эт:Ампер эль: Αμπέρ (μονάδα μέτρησης) э: Амперо ЕС: Анпере фа: آمپر (یکا) мех:Ампер ga:Aimpéar gl:Ампер ко:암페어 привет: एम्पीयर ч: Ампер идентификатор: Ампер есть:Ампер это: Ампер он: אמפר кк:Ампер (өлшем бірлік) ув:Ампеа ку: Ампер lv: Амперы фунт: ампер (энхит) lt: Ампера ху: Ампер г-н: अँपियर мс:Ампер сущ. : Ампер нет: Ампер nn: Ампер nds: Ампер кв:Ампериметри простой:Ампер ск:Ампер сл:Ампер ср:Ампер ш: Ампер fi: Ампеери св: Ампер th:แอมแปร์ Великобритания: Ампер Шаблон: WH Шаблон:WS

Файлы cookie помогают нам предоставлять наши услуги. Используя наши услуги, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie.

Магнетизм — сила между параллельными проводами: определение в амперах

Магнетизм — сила между параллельными проводами: определение в амперах — Физика 299

» Никогда не выражайтесь яснее, чем вы можете думаю »

Нильс Бор

• Мы только что видели, что длинный прямой провод с током i ₁   создает поле B , которое формирует концентрические окружности вокруг проволоки, величина которых равна расстоянию «d» из проволоки дается
  

с направлением, заданным правилом правой руки.

• Если второй параллельный провод, по которому течет ток i ₂ находится на расстоянии «d» от первого, он почувствует сила в связи с наличием B ₁ . Сила, действующая на длине l ₂   второй провод

так, чтобы

с таким направлением, что i ₂ притягивается к i ₁ , как показано справа.
Тогда сила на единицу длины i ₂ равна дано

• Обратите внимание, что если мы реверсируем роли i ₁ и i ₂ мы получить такое же выражение для F ₁ /l ₁ . То есть i ₁ прикладывает силу на i ₂ и i ₂ оказывает равную, но противоположную силу на i ₁ как и ожидалось из третьего закона Ньютона («Действие равно Реакция»).

• Приведенный выше анализ применим для параллельных токов — два провода притягиваются друг к другу. Если один из токов реверсируется, так что токи «противопараллельны», сила на единицу длина неизменна, но сила, действующая на каждую провод перепутан. Другими словами, провода теперь отталкиваются друг от друга.

«Нравится токи привлекательны, в отличие от течений repelled» . Обратите внимание, что это противоположное поведению точечных электрических зарядов.

• Определение Ампера

Единицей электрического тока является Ампер. определяется с помощью силы между параллельными проводами несущий ток.