Magnētiskā lauka darbība uz strāvu nesošo vadītāju
Ja mēģināsim salikt kopā divus identiskus pastāvīgo gredzenu magnētus ar pretējiem poliem, tad kādā brīdī, kad tie pietuvosies, tie sāks arvien vairāk pievilkt viens otru.
Un, ja jūs mēģināt tuvināt vienus un tos pašus magnētus, bet ar tāda paša nosaukuma poliem, tad noteiktā attālumā tie arvien vairāk kavēs šo konverģenci, viņi mēģinās izplatīties uz sāniem, it kā atgrūž viens otru.
Tas nozīmē, ka magnētu tuvumā atrodas kāda nemateriāla viela, kurai piemīt šīs īpašības, kas iedarbojas uz magnētiem mehāniski, un šī efekta stiprums dažādos attālumos no magnētiem nav vienāds, jo tuvāk tas atrodas, jo spēcīgāks tas ir. .Šo nemateriālo matēriju sauc magnētiskais lauks.
Zinātnei jau sen ir zināms, ka magnētiskā lauka avots ir elektriskā strāva. Pastāvīgajos magnētos šīs mikrostrāvas atrodas molekulu un atomu iekšpusē, bet šādu strāvu ir daudz, daudz, un kopējais magnētiskais lauks ir magnētiskais lauks. pastāvīgais magnēts.
Ja ņemam atsevišķu strāvu nesošo vadu, tad tam ir arī magnētiskais lauks.Un šis magnētiskais lauks spēj mijiedarboties ar citiem magnētiskajiem laukiem tādā pašā veidā. Tas ir, strāvu nesošais vadītājs mijiedarbojas ar ārēju magnētisko lauku.
Vadītāja mijiedarbības likumu ar strāvu un magnētisko lauku izveidoja franču fiziķis Andre-Marie Ampere 19. gadsimta pirmajā pusē.
Ampere eksperimentāli parādīja, ka strāvu nesošo vadītāju magnētiskajā laukā ietekmē spēks, kura virziens un lielums ir atkarīgi no strāvas stipruma un relatīvā stāvokļa un magnētiskā lauka magnētiskās indukcijas vektora, kurā atrodas strāvas vadītājs. Šo spēku sauc šodien Ampera spēks… Šeit ir viņa formula:
Šeit:
a ir leņķis starp strāvas virzienu un magnētiskās indukcijas vektoru;
B — ārējā magnētiskā lauka magnētiskā indukcija strāvu nesošā vadītāja vietā;
I ir strāvas daudzums vadā;
l ir strāvu nesošā vada aktīvais garums.
Spēka lielums, kas iedarbojas uz magnētiskā lauka pusi uz strāvu nesošo vadītāju, ir skaitliski vienāds ar magnētiskajā laukā novietotā vadītāja elementa garuma magnētiskās indukcijas moduļa un strāvas lieluma reizinājumu. vadītājā, un ir arī proporcionāls leņķa sinusam starp strāvas virzienu un magnētiskās indukcijas vektora virzienu.
Ampera spēka virzienu nosaka pēc kreisās rokas likuma: ja kreisā roka ir novietota tā, lai magnētiskās indukcijas vektora B perpendikulārā sastāvdaļa nonāk plaukstā, un četri izstiepti pirksti ir vērsti strāvas virzienā, tad īkšķis, kas saliekts par 90 grādiem, norāda spēka virzienu, kas iedarbojas uz strāvu nesoša stieples segmentu, tas ir, ampēra spēka virzienu.
Tā kā magnētiskais lauks pakļaujas lauku superpozīcijas principam, telpā ap vadītāju tiek pievienots strāvu nesošā vadītāja magnētiskais lauks un magnētiskais lauks, kurā atrodas šis vadītājs.
Rezultātā attēls par strāvas mijiedarbību ar magnētisko lauku izskatās tā, it kā vads tiktu nospiests no reģiona, kur magnētiskais lauks ir vairāk koncentrēts, uz reģionu, kurā magnētiskais lauks ir mazāk koncentrēts.
Reģionu, kurā magnētiskais lauks ir spēcīgāks, var iedomāties kā piepildītu ar cieši izstieptiem pavedieniem, kuriem ir tendence virzīt vadītāju virzienā, kur pavedieni ir vājāki.