Прямолинейный проводник в магнитном поле

Поместим прямолинейный проводник с током в магнитном поле постоянного магнита, как на рис. 8.1 и 8.2.

Опыт на рис. 8.1 показывает, что сила F отталкивает вправо прямолинейный проводник с током ab.

Рис. 8.1

Рис. 8.2

На рис. 8.2 при перемене направления тока изменяется направление силы :проводник с током, который выталкивался из магнитного поля (а),начинает втягиваться в него (б). Если направление тока па­раллельно линиям магнитного поля, то оно не действует на проводник с током (в).

Выполняя разнообразные опыты такого рода можно сделать общий вывод: направление силы , с которой магнитное поле дейст­вует на прямолинейный проводник с током I, всегда перпен­дикулярно к проводнику и к направлению магнитной индукции . На проводники, расположенные вдоль направления линий магнитного поля, поле не действует.

Рис. 8.3

Направление силы определяется правилом левой руки (рис. 8.3).

Если расположить левую руку так, чтобы вытянутые четыре пальца указывали направление тока I, а линии магнитной индукции входили в ладонь, то отведенный в сторону большой палец укажет направление силы , действующей на проводник.

Силу, действующую на проводник с током, помещенный в магнитное поле, физики условились называть силой Ампера.

Читатель: А как направлена сила Ампера , если вектор и направление тока образуют некоторый угол a (рис. 8.4)?

Рис. 8.4

Рис. 8.5

Автор: В этом случае сила Ампера будет направлена точно так же, как и в случае, когда a = 90°, только величина этой силы будет меньше. Сила Ампера направлена перпендикулярно вектору и направлению тока, а значит (как мы знаем из геометрии) и плоскости, образованной проводом и вектором (рис. 8.5).

Рис. 8.6

Читатель: А можно ли с помощью правила левой руки объяснить, почему прямолинейные параллельные проводники с токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а с токами, текущими в противоположных направлениях, отталкиваются?

Автор: Конечно! Рассмотрим два проводника с токами (рис. 8.6). С помощью правила буравчика или ППК установим направление линий магнитной индукции поля, созданного левым проводником. В обоих случаях вектор входит в плоскость чертежа. Располагаем левую руку так, чтобы вектор входил в ладонь, а четыре пальца указывали направление тока в правом проводнике.

Рис. 8.7

Из рис. 8.7 видно, что в случае, когда направления токов совпадают (а), сила направлена влево, т.е. правый проводник притягивается к левому. В случае, когда направления токов противоположны (б), сила направлена право, т.е. правый проводник отталкивается от левого.

СТОП! Решите самостоятельно: А1–А5, В1–В4, С1–С4.