Индукция

Впервые связь между электрическими и магнитными явлениями была открыта в 1820 году Хансом Кристианом Эрстедом: при замыкании цепи магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения (показано пунктиром). При размыкании цепи стрелка возвращается в свое первоначальное положение. Это означает, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом.

Взаимодействия между проводниками с током, то есть взаимодействия между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

В 1820 году Андре Ампер открыл закон взаимодействия проводников с током. Для двух бесконечно длинных проводников Ампер установил

Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами. Основные свойства магнитного поля: Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами). Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды). Магнитное поле существует реально независимо от нас, от наших знаний о нем.

Для изучения магнитного поля можно взять замкнутый контур малых размеров (рис. 4). Выяснить характер магнитного поля на контур с током можно с помощью следующего опыта (рис. 5). Магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами (рис. 6) Магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие.

За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током. Направление вектора магнитной индукции так же можно определить и с помощью правила буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала ни конца. Они всегда замкнуты. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. Магнитное поле – вихревое поле. Магнитные линии прямолинейного Магнитные линии проводника соленоида (катушки)

В ходе своих исследований Ампер сумел установить выражение для силы, действующей на отдельный элемент тока, в результате чего смог определить модуль вектора магнитной индукции Модулем вектора магнитной индукции называется отношение максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого участка.

Сила Ампера Если же вектор магнитной индукции направлен к элементу тока под углом то соответственно

Данное выражение называется законом Ампера: Сила ампера равна произведению вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника

Направление силы Ампера можно определить с помощью правила левой руки Если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника.

За единицу магнитной индукции принимается магнитная индукция однородного поля, в котором на участок проводника длиной 1 м при силе тока в нем 1 А действует со стороны поля максимальная сила 1 Н