Magnetvälja toime voolu juhtivale juhile

Kui proovime kahte identset püsirõngamagnetit vastandpoolustega kokku panna, siis ühel hetkel hakkavad nad lähemale jõudes üha enam üksteise poole tõmbama.

Ja kui proovite samu magneteid üksteisele lähemale tuua, kuid sama nimega poolustega, siis teatud kaugusel takistavad nad seda lähenemist üha enam, proovivad nad levida külgedele, justkui tõrjuksid nad üksteist.

See tähendab, et magnetite läheduses on mingi immateriaalne aine, millel on need omadused, mis avaldab magnetidele mehaanilist mõju ja selle efekti tugevus ei ole erinevatel kaugustel magnetidest ühesugune, mida lähemal see on, seda tugevam see on. .Seda immateriaalset ainet nimetatakse magnetväli.

Teadus on ammu teadnud, et magnetvälja allikaks on elektrivool. Püsimagnetites on need mikrovoolud molekulide ja aatomite sees, kuid selliseid voolusid on palju, palju ja kogu magnetväli on magnetväli püsimagnet.

Kui võtta eraldi voolu juhtiv juhe, siis sellel on ka magnetväli.Ja see magnetväli suudab samamoodi suhelda teiste magnetväljadega. See tähendab, et voolu juhtiv juht suhtleb välise magnetväljaga.

Juhi voolu ja magnetvälja vastasmõju seaduse kehtestas prantsuse füüsik Andre-Marie Ampere 19. sajandi esimesel poolel.

Amper näitas eksperimentaalselt, et magnetväljas voolu juhtivat juhti mõjutab jõud, mille suund ja suurus sõltuvad voolu suurustest ja suhtelisest asendist ning selle magnetvälja magnetilise induktsiooni vektorist, milles voolujuht asub. Seda jõudu nimetatakse tänapäeval Ampri tugevus… Siin on tema valem:

Siin:

a on nurk voolu suuna ja magnetinduktsiooni vektori vahel;

B — välise magnetvälja magnetiline induktsioon voolu juhtiva juhi asukohas;

I on voolu hulk juhtmes;

l on voolu juhtiva juhtme aktiivne pikkus.

Voolu juhtivale juhile magnetvälja küljelt mõjuva jõu suurus on arvuliselt võrdne magnetvälja asetatud juhtelemendi pikkuse magnetinduktsiooni mooduli ja voolutugevuse korrutisega. juhis ning on võrdeline ka voolu suuna ja magnetinduktsiooni vektori suuna vahelise nurga siinusega.

Ampere jõu suund määratakse vasaku käe reegli järgi: kui vasak käsi on paigutatud nii, et magnetinduktsiooni vektori B risti komponent siseneb peopessa ja neli väljasirutatud sõrme on suunatud voolu suunas, siis 90 kraadi nurga all painutatud pöial näitab voolu juhtiva juhtme segmendile mõjuva jõu suunda, st amprijõu suunda.

Kuna magnetväli järgib väljade superpositsiooni printsiipi, liidetakse voolu juhtiva juhi magnetväli ja magnetväli, milles see juht asub.

Selle tulemusena näeb pilt voolu ja magnetvälja vastasmõjust välja nii, nagu oleks juhe tõugatud piirkonnast, kus magnetväli on kontsentreeritum, piirkonda, kus magnetväli on vähem kontsentreeritud.

Piirkonda, kus magnetväli on tugevam, võib ette kujutada kui täidetud tihedalt venitatud filamentidega, mis kipuvad juhti suruma selles suunas, kus niidid on nõrgemad.