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

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 274.

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 274.

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: 274.

---

А какая ваша оценка?

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2. 4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3.2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4. 4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5.3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6. 1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Закон Ампера – определение, формулировка, примеры, формула, видео, приложения и ответы на часто задаваемые вопросы

В электромагнетизме схемный закон Ампера связывает интегрированное магнитное поле вокруг замкнутого контура с электрическим током, проходящим через контур.

В этой статье давайте подробно узнаем о законе Ампера.

Содержание: Кем был Андре-Мари Ампер? Что такое закон Ампера? Что такое круговой закон Ампера? Определение магнитного поля по закону Ампера Применение закона Ампера Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы

Кем был Андре-Мари Ампер?

Андре-Мари Ампер был ученым, который проводил эксперименты с силами, действующими на провода с током. Эксперимент был проведен в конце 1820-х годов, примерно в то же время, когда Фарадей работал над своим законом Фарадея. Фарадей и Ампер не подозревали, что четыре года спустя их работы будут объединены самим Максвеллом.

Что такое закон Ампера?

Согласно закону Ампера, магнитные поля связаны с производимым в них электрическим током. Закон определяет магнитное поле, связанное с данным током, или наоборот, при условии, что электрическое поле не меняется со временем.

Закон Ампера можно записать так:

«Магнитное поле, создаваемое электрическим током, пропорционально величине этого электрического тока с константой пропорциональности, равной проницаемости свободного пространства».

Уравнение, объясняющее закон Ампера, которое является окончательным уравнением Максвелла, приведено ниже:

Уравнение Максвелла

Что такое круговой закон Ампера?

Контурный закон Ампера можно записать в виде линейного интеграла магнитного поля, окружающего замкнутый контур, равному числу, умноженному на алгебраическую сумму токов, проходящих через контур.

Предположим, что по проводнику течет ток I, тогда этот ток создает магнитное поле, окружающее провод.

Левая часть уравнения описывает, что если воображаемый путь окружает провод и в каждой точке добавляется магнитное поле, то он численно равен току, охватываемому этим путем, обозначенному как I _enc .

Чтобы узнать подробнее о Законе Ампера о цепях, см. видео ниже

.

Вы также можете ознакомиться с темами, приведенными ниже!

• • • Закон Паскаля и его применение
    • Закон Бойля
    • Закон преломления – Закон Снеллиуса
    • Закон Кюри

Определение магнитного поля по закону Ампера (пример)

Предположим, у вас есть достаточно длинный провод, по которому течет постоянный ток I в амперах. Как бы вы определили магнитное поле, охватывающее провод на любом расстоянии r от провода?

На рисунке ниже ( Рисунок 1) имеется длинный провод, по которому течет ток в амперах. Нам нужно выяснить, насколько велико магнитное поле на расстоянии r. Поэтому мы рисуем воображаемый маршрут вокруг провода, обозначенного синим пунктиром вправо на рисунке.

 Рисунок 1

Согласно второму уравнению, если магнитное поле интегрируется вдоль синей дорожки, то оно должно быть равно приложенному току, I.

Магнитное поле не меняется на расстоянии r из-за симметрии. Длина пути (синий) на рисунке 1 равна длине окружности 2πr.

Когда к магнитному полю добавляется постоянное значение H, левая часть уравнения выглядит так:

Мы вычислили величину поля H. Поскольку r произвольно, значение поля H известно.

Магнитное поле уменьшается по величине, когда мы расширяемся в соответствии с уравнением. Следовательно, закон Ампера можно применить для расчета величины магнитного поля, окружающего провод. Поле H является векторным полем, которое показывает, что каждая область имеет направление и величину. Направление поля касательно в каждой точке к воображаемым петлям, как показано на рисунке 2, и правило правой руки находит направление магнитного поля.

Рисунок 2

Применение закона Ампера

Закон Ампера используется для:

Определить магнитную индукцию длинного провода с током.

Определите магнитное поле внутри тороида.

Определите магнитное поле, создаваемое длинным проводящим цилиндром с током.

Определить магнитное поле внутри проводника.

Найти силы между токами

Чтобы узнать о законе Ампера, движущихся зарядах и магнетизме, нажмите на видео ниже

Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы

Закон штата Ампера.

Закон Ампера гласит, что «Магнитное поле, создаваемое электрическим током, пропорционально величине этого электрического тока с константой пропорциональности, равной проницаемости свободного пространства».

Назовите ученого, проводившего эксперименты с силами, действующими на провода с током?

Андре-Мари Ампер.

Укажите, верно или неверно: Закон Ампера используется для определения магнитного поля внутри тороида.

Состояние «истина» или «ложь»: если направление тока меняется на противоположное, направление магнитного поля меняется на противоположное.

Окружной закон штата Ампер.

Контурный закон Ампера гласит, что «линейный интеграл магнитного поля, окружающего замкнутый контур, равен числу, умноженному на алгебраическую сумму токов, проходящих через контур».

Посмотрите видео и узнайте о магнитном поле, создаваемом соленоидом, и о свойствах линий магнитного поля

Чтобы узнать больше о применении в реальном времени закона Ампера, а также закона Гаусса и магнитного поля, создаваемого соленоидом, посетите BYJU’S — обучающее приложение.

Магнетизм — Сила между параллельными проводами: Ампер Определение

Магнетизм — Сила между параллельными проводами: Ампер Определение — Физика 299

» Никогда не выражайтесь яснее, чем вы можете думаю »

Нильс Бор

• Мы только что видели, что длинный прямой провод с током я ₁   создает поле B , которое формирует концентрические окружности вокруг проволоки, величина которых равна расстоянию «d» из провода 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 усилие благодаря наличию 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 предоставлено

• Обратите внимание, что если мы реверсируем роли я ₁ и я 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 силы электрического тока является Ампер. определяется с помощью силы между параллельными проводами несущий ток.