Размещено на реф.рф Он предположил, что суть вновь открытого явления –в движении заряда, и решил сам провести необходимые измерения. Ампер был уверен, что замкнутые токи эквивалентны магнитам. 24 сентября 1820 ᴦ. он подключил к вольтову столбу две проволочные спирали, которые превратились в магниты. Т.о. катушка с током создает такое же поле, что и полосовой магнит. Ампер создал прообраз электромагнита͵ обнаружив, что стальной брусок, помещенный внутрь спирали с током, намагничивается, многократно усиливая магнитное поле. Ампер предположил, что магнит представляет собой некоторую систему внутренних замкнутых токов и показал (и на базе опытов, и помощью расчетов), что малый круговой ток (виток) эквивалентен маленькому магнитику, расположенному в центре витка перпендикулярно его плоскости, т.о. всякий контур с током можно заменить магнитом бесконечно малой толщины.
Гипотеза Ампера, что внутри любого магнита существуют замкнутые токи, наз. гипотезой о молекулярных токах и легла в основу теории взаимодействия токов – электродинамики.
На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, которая определяется только свойствами поля в том месте, где расположен проводник, и не зависит от того, какая система токов или постоянных магнитов создала поле. Магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие. Следовательно, вращающий момент, испытываемый рамкой, есть результат действия сил на отдельные ее элементы.
Закон Ампера: сила, действующая на элемент длины проводника с током I, помещенного в магнитное поле ,
где сила, - вектор элемента длины проводника , проведенный в направлении тока.
Модуль магнитной силы: , где угол между и .
Следовательно, когда проводник расположен вдоль линий поля , магнитная сила отсутствует.
Направление вектора должна быть найдено по общим правилам векторного произведения. В простейшем случае, когда проводник с током и поле взаимно перпендикулярны , для определения направления магнитной силы можно воспользоваться правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор , а четыре вытянутых пальцев расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на ток.
, где число свободных электронов в единице объёма проводника (концентрация частиц), - заряд электрона, - скорость упорядоченного движения электронов, - площадь поперечного сечения проводника.
В отличие от кулоновских сил, которые являются центростремительными, сила Ампера не является центральной. Она направлена перпендикулярно к линиям магнитной индукции.
Закон Ампера должна быть использован для определения модуля вектора магнитной индукции. Модуль вектора индукции в данной точке однородного магнитного поля равен наибольшей силе, которая действует на помещенный в окрестности данной точки проводник единичной длины, по которому протекает ток в единицу силы тока: . Значение достигается при условии, что проводник расположен перпендикулярно к линиям индукции.
Закон Ампера применяется для определения силы взаимодействия двух токов.
Между двумя параллельно расположенными бесконечно длинными проводниками, по которым протекают постоянные токи, возникает сила взаимодействия. Проводники с одинаково направленными токами притягиваются, с противоположно направленными токами – отталкиваются.
Сила взаимодействия, приходящаяся на единицу длины каждого из параллельных проводников, пропорциональна величинам токов и и обратно пропорциональна расстоянию между R между ними. Такое взаимодействие проводников с параллельными токами объясняется правилом левой руки. Модуль силы, действующий на два бесконечных прямолинейных тока и , расстояние между которыми равно R:
В неоднородном магнитном поле на контур с током действует сила , где изменение , рассчитанное на единицу длины вдоль направления, совпадающего с направлением .
Сила втягивает магнитный диполь в область больших значений магнитной индукции.
Задача 3. Определить степень неоднородности магнитного поля , в случае если максимальная сила, действующая на точечный магнитный диполь . Магнитный момент точечного диполя =2 мА·м 2 .