Сила Ампера

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.

Модуль силы Ампера определяется по формуле:

FА = B ∙ I ∙ l.

Здесь B — это модуль вектора магнитной индукции поля, I — сила тока в проводнике, а l — его длина. Однако эту формулу можно использовать только в том случае, когда проводник расположен перпендикулярно силовым линиям.

Сила Ампера равна нулю, если проводник с током расположен параллельно магнитным линиям. Максимальное значение сила Ампера принимает в случае, если проводник расположен перпендикулярно магнитным линиям. Если же проводник расположен под углом α к линиям магнитной индукции, то следует использовать формулу
FА = B ∙ I ∙ l ∙ sin α.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если расположить ладонь левой руки так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, четыре пальца руки расположить по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера.

Рис. 1. Правило левой руки

Одним из самых простых примеров взаимодействия токов является взаимодействие параллельных токов. Закономерности этого явления были экспериментально установлены Ампером.

Параллельные проводники с противоположно направленными токами отталкиваются, а с одинаково направленными — притягиваются.

Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует с силой Ампера на другой ток и наоборот.

 

Для определения направления вектора магнитного поля прямолинейного проводника применяем правило буравчика: направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением вектора если при вращении буравчик перемещается в направлении тока.

Рис. 2. Магнитное поле прямолинейного проводника с током

Используя далее правило левой руки, нетрудно установить, что если по двум параллельным проводникам электрические токи текут в одну и ту же сторону, то наблюдается взаимное притяжение проводников. В случае, когда токи текут в противоположных направлениях, проводники отталкиваются.

Рис. 3. Магнитное взаимодействие параллельных и антипараллельных токов

Сила Ампера применяется в электроизмерительных приборах (амперметр, вольтметр, гальванометр), в двигателе постоянного тока, в электродинамическом громкоговорителе.
Рис. 4. Электродинамический громкоговоритель (динамик)

В электродинамическом громкоговорителе есть сильный постоянный магнит. В зазоре между полюсами находится звуковая катушка, которая соединена с диффузором (мембраной). Когда переменный ток звуковой частоты проходит по катушке, катушка под действием силы Ампера то втягивается в зазор магнита, то выталкивается из него.

Таким образом, катушка и прикрепленный к ней диффузор совершают механические колебания звуковой частоты. Поэтому мы и слышим звук.