Как определить «силу» магнитного поля?
До сих пор, говоря о магнитных полях, нам удавалось не ставить вопрос о том, как количественно можно охарактеризовать «силовые возможности» магнитного поля.
Вспомним, что «силовые возможности» электрического поля характеризуются вектором напряженности 
, который определяется как величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля. Зная вектор , легко определить силу, действующую на произвольный заряд q, помещенный в данную точку поля:
.
Магнитное поле действует на прямолинейный проводник с током силой Ампера. Экспериментально установлено, что величина этой силы прямо пропорциональна длине проводника l, силе тока I в нем и синусу угла a, который образует вектор магнитной индукции 
с направлением тока в проводнике:
F ~ Ilsina.
Ясно также, что чем «сильнее» поле, тем больше сила Ампера, действующая на данный проводник с током.
Определим модуль вектора магнитной индукции как физическую величину, численно равную силе Ампера, действующей на прямолинейный проводник длиной l = 1 м с током силой I = 1 А, расположенный перпендикулярно к направлению вектора . Разумеется, поле, в котором расположен наш проводник «единичной» длины, должно быть однородным.
Тогда на прямолинейный проводник длиной l с током I, расположенный в магнитном поле с индукцией так, что направление тока составляет с вектором угол a, действует сила Ампера, равная по величине
FA = BIlsina. (8.1)
Направление силы Ампера, как мы уже знаем, определяется по правилу левой руки.
Формула (8.1) называется законом Ампера. Из этой формулы легко определить размерность вектора в СИ:
.
Эту величину называют тесла (Тл) в честь знаменитого американского изобретателя в области электро- и радиотехники Николы Тесла (1853–1943). Итак, запомним:
.
Читатель: А почему вектор называется магнитной индукцией, а не напряженностью магнитного поля?
Автор: Конечно, назвать напряженностью было бы логичнее, но так уж исторически сложилось.
Задача 8.1. Определите наибольшее и наименьшее значения силы, действующей на провод длиной 0,6 м с током 10 А при различных положениях провода в однородном магнитном поле, индукция которого равна 1,5 Тл.
| l = 0,6 м I = 10 А В = 1,5 Тл | Решение. Если угол a между направлением тока и вектором индукции равен нулю, то сила Ампера согласно формуле (8.1) равна нулю: Fmin = BIlsin0 = 0. Максимальное значение силы достигается при a = 90°: Fmax = BIlsin90° = 1,5 Тл × 10 А × 0,6 м × 1 » 9 Н. |
| Fmin = ? Fmax = ? | |
Ответ: Fmin = 0; Fmax = BIlsin90° » 9 Н.
СТОП! Решите самостоятельно: А8–А10, В12, D1, D2.
Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 2517;