Инструкция
1
Если в магнитное поле поместить металлический проводник с током, то на него будет действовать сила со стороны этого поля, сила Ампера. Ток в металле — это направленное движение множества электронов, на каждый из которых действует сила Лоренца. Силы, действующие на свободные электроны, имеют одну величину и одинаковое направление. Складываясь друг с другом, они дают результирующую силу Ампера.
2
Сила получила свое название в честь французского физика и естествоиспытателя Андре Мари Ампера, который в 1820 году экспериментально исследовал действие магнитного поля на проводник с током. Изменяя форму проводников, а также их расположение в магнитном поле, Ампер определил силу, действующую на отдельные участки проводника.
3
Модуль силы Ампера пропорционален длине проводника, силе тока в нем и модулю индукции магнитного поля. Он зависит также от ориентации данного проводника в магнитном поле, другими словами, от угла, который образует направление тока по отношению к вектору индукции магнитного поля.
4
Если индукция во всех точках проводника одинакова и магнитное поле однородное, то модуль силы Ампера равен произведению силы тока в проводнике, модуля магнитной индукции, в котором он находится, длины этого проводника и синуса угла между направлениями тока и вектора индукции магнитного поля. Данная формула верна для проводника любой длины, если при этом он полностью находится в однородном магнитном поле.
5
Для того чтобы узнать направление силы Ампера, можно применить правило левой руки: если поставить левую руку так, чтобы четыре ее пальца указывали направление тока, при этом линии поля входили бы в ладонь, то направление силы Ампера покажет отогнутый на 90° большой палец.
6
Поскольку произведение модуля вектора индукции магнитного поля на синус угла представляет собой модуль компоненты вектора индукции, которая направлена перпендикулярно проводнику с током, ориентацию ладони можно определить по этой компоненте. Перпендикулярная составляющая к поверхности проводника должна при этом входить в открытую ладонь левой руки.
7
Для определения направления силы Ампера существует другой способ, его называют правилом часовой стрелки. Сила Ампера направлена в ту сторону, откуда кратчайший поворот тока к полю виден против часовой стрелки.
8
Действие силы Ампера можно продемонстрировать на примере параллельных токов. Два параллельных провода будут отталкиваться, если токи в них направлены противоположно друг другу, и притягиваться, если направления токов совпадают.