А) Опыт по определению силы Ампера

Выясним, как поле магнита будет действовать на проводник с током. (см.рис.27.1 и 27.2.)

Рис.28.1. В проводнике тока нет. Рис.28.2. По проводнику протекает ток

В начале опыта провод свисает свободно, извиваясь при этом (рис.1). Если же концы провода присоединить к источнику постоянного тока, то провод втягивается внутрь магнита (рис.2).

Переменив подключение концов провода к "+" и "–" источника тока, мы обнаружим, что провод выталкивается из промежутка между полюсами магнита.

Видоизменим опыт. Вместо проводника в виде гибкого провода возьмем толстую алюминиевую проволоку, согнутую в виде жесткой рамки..

Рис.28.3 Тока в рамке нет

Рис.28.4 и 28.5. Ток в рамке есть, рамка поворачивается на 90 градусов

Если сначала рамка расположена так, как на рисунке 27. 3, то после включения тока (рис.27.4) рамка начнет поворачиваться, пока не займет положение, показанное на рисунке 27.5.

Выясним теперь, почему рамка вообще поворачивается. На рисунке 27. 4 показано, что в левой части рамки ток идет вниз (и эта часть перемещается в глубь магнита), а в правой части рамки ток идет вверх (и она перемещается наружу).

Итак, на противоположные стороны рамки с током, находящейся в магнитном поле, действуют противоположно направленные силы, разворачивающие рамку.

Сила, действующая на проводник с током , находящемся в поле постоянного магнита называется электромагнитной силой или силой Ампера.

На рисунке 28.6 показан прямолинейный провод в пространстве между по­люсами постоянного магнита, расположенный так, что между направлениями вектора магнитной индукции В и тока в проводе I угол α = 90°.

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, величина которой определяется формулой:

F=B·I·l sin α

где: В — магнитная индукция, Тл;

I —ток в проводе, А;

l —длина части провода, расположенной в маг­нитном поле, м;

F — величина элек­тромагнитной силы, Н.

На провод с током, расположен­ным вдоль линий магнитной индукции, магнитное поле не действует.

Рис. 28. 6. Определение направления действия силы Ампера.

Направление электромагнитной силы наиболее определяется по правилу левой руки.

Правило левой руки :

Если расположить левую руку так, чтобы вытянутые четыре пальца (кроме большого) показывали направление тока в проводе, а линии магнитной индукции «входили» в ладонь, то большой палец, отогнутый перпендикулярно остальным четырем, покажет направле­ние электромагнитной силы.