Закон Ампера. Работа в магнитном поле.

Одним из проявлений магнитного поля является его силовое воздействие на проводник с током, помещенный в магнитное поле. Ампером было установлено, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля: dF = B I dl sin a,

где a – угол между векторами и . Или в векторной форме:

,

где dl – малый участок проводника, имеющий направление, совпадающее с направлением тока]. Произведение I d l называют элементом тока. В случае прямолинейного проводника длиной l:

.

Если , то F = I B l.

Для определения направления силы пользуются правилом левой руки: линии магнитной индукции входят в ладонь, четыре пальца совпадают с направлением тока, отогнутый большой палец укажет направление действия силы (рис.11.1).

Так как на проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, то под ее действием магнитным полем совершается работа по перемещению проводника с током. Для определения этой работы рассмотрим проводник длиной l с током I, помещенный в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости контура (рис. 11.2). Под действием силы Ампера F = F_А = I B l проводник переместится параллельно самому себе на расстояние dx. Работа, совершаемая магнитным полем, равна :

(т.к. ).

У нас направление поля В перпендикулярно площадке dS. В общем случае берем составляющую В_n:

Введем понятие потока вектора магнитной индукции (магнитный поток):

Ф = В S cos a,

где a – угол между вектором нормали к поверхности и вектором магнитной индукции, или . В случае неоднородного поля рассматривают магнитный поток через элементарную площадку: , затем суммируют по всей площади S:

.

[Ф] = Вб (вебер).

Тогда работа по перемещению проводника с током в магнитном поле: Þ

где DФ = Ф₂ – Ф₁ – изменение магнитного потока.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: