Модуль вектора магнітної індукції
Вільно підвішений горизонтально провідник знаходиться в полі постійної подковообразного магніту. Поле магніту зосереджена в основному між його полюсами, тому магнітна сила діє практично тільки на частину провідника довжиною. розташовану безпосередньо між полюсами. Сила вимірюється за допомогою спеціальних терезів, пов'язаних з провідником двома стерженьками. Вона спрямована горизонтально перпендикулярно провіднику і ліній магнітної індукції.
Збільшуючи силу струму в 2 рази, можна помітити, що і діюча на провідник сила також збільшується в 2 рази. Додавши ще один магніт, в 2 рази збільшивши розміри області, де існує магнітне поле, і тим самим в 2 рази збільшивши довжину частини провідника, на яку діє магнітне поле. Сила при цьому також збільшується в 2 рази. І нарешті, сила Ампера залежить від кута, утвореного вектором В з провідником. У цьому можна переконатися, змінюючи нахил підставки, на якій знаходяться магніти, так, щоб змінювався кут між провідником і лініями магнітної індукції. Сила досягає максимального значення Fт, коли магнітна індукція перпендикулярна провіднику.
Отже, максимальна сила, що діє на ділянку провідника довжиною. по якому йде струм, прямо пропорційна добутку сили струму I на довжину ділянки.
Збільшуючи силу струму в 2 рази, можна помітити, що і діюча на провідник сила також збільшується в 2 рази. Додавши ще один магніт, ми в 2 рази збільшимо розміри області, де існує магнітне поле, і тим самим в 2 рази збільшимо довжину частини провідника, на яку діє магнітне поле. Сила при цьому також збільшується в 2 рази. І нарешті, сила Ампера залежить про ^ кута, утвореного вектором В з провідником. У цьому можна переконатися, змінюючи нахил підставки, на якій знаходяться магніти, так, щоб змінювався кут між провідником і лініями магнітної індукції. Сила досягає максимального значення Рт, коли магнітна індукція перпендикулярна провіднику.
Отже, максимальна сила, що діє на ділянку провідника довжиною А /, за яким йде струм, прямо пропорційна добутку сили струму / на довжину ділянки Д /: / 7 т
Модулем вектора магнітної індукції назвемо відношення максимальної сили, що діє з боку магнітного поля на ділянку провідника зі струмом, до твору сили струму на довжину цієї ділянки:
Магнітне поле повністю характеризується вектором магнітної індукції В. В кожній точці магнітного поля можуть бути визначені напрямок вектора магнітної індукції і його модуль за допомогою вимірювання сили, що діє на ділянку провідника зі струмом.
Модуль сили Ампера
Нехай вектор магнітної індукції В становить кут з напрямком відрізка провідника зі струмом. Досвід показує, що магнітне поле, вектор індукції якого спрямований уздовж провідника зі струмом, не робить ніякого впливу на струм. Тому модуль сили залежить лише від модуля складової вектора В, перпендикулярній провідникові, тобто від. і не залежить від паралельної складової вектора В. спрямованої уздовж провідника.
Максимальна сила Ампера дорівнює:
їй відповідає. При довільному значенні кута сила пропорційна ні, а складової. Тому вираз для модуля сили F, що діє на малий відрізок провідника. по якому тече струм I. з боку магнітного поля з індукцією. складової з елементом струму кут. має вигляд:
Цей вислів називають законом Ампера.
Сила Ампера дорівнює добутку вектора магнітної індукції на силу струму, довжину ділянки провідника і на синус кута між магнітною індукцією і ділянкою провідника.
Напрямок сили Ампера
У розглянутому вище досвіді вектор перпендикулярний елементу струму і вектору. Його напрямок визначається правилом лівої руки:
якщо ліву руку розташувати так, щоб перпендикулярна до провідника складова вектора магнітної індукції В входила в долоню а чотири витягнутих пальці були спрямовані у напрямку струму, то відігнутий на 90 ° великий палець покаже напрям сили, що діє на відрізок провідника
За одиницю магнітної індукції можна прийняти магнітну індукцію однорідного поля, в якому на ділянку провідника довжиною 1 м при силі струму в ньому 1 А діє з боку поля максимальна сила Fm = 1 Н.
Одиниця магнітної індукції отримала назву тесла в честь югославського вченого-електротехніка Н. Тесла.
Спираючись на вимір сили, що діє з боку магнітного поля на ділянку провідника зі струмом, можна визначити модуль вектора магнітної індукції.