Магнитное взаимодействие проводников с токами. Контур с током в магнитном поле

Расчет силы Ампера, действующей на единицу длины двух параллельных проводников с токами I₁ и I₂ (рис. 2.9), дает величину:

,

где d - расстояние между проводниками.

Проводники с одинаково направленными токами I₁ и I₂ взаимно притягиваются, а проводники с противоположно направленными токами отталкиваются друг от друга.

Замкнутый проводящий контур с током произвольной геометри­ческой формы, помещённый в однородное магнитное поле, испытывает действие вращающего момента сил (рис. 2.10).

, М = р_m· В·sina ,

где - магнитный момент контура с током, a - угол между магнитным моментом и магнитной индукцией.

Момент сил стремится установить магнитный момент по направлению магнитной индукции в положение устойчивого равновесия. Если внешние силы увеличивают угол a, то они совершают работу против сил магнитного поля и тем самым увеличивают энергию контура, которую можно вычислить следующим способом:

_внеш., .

Выражение, определяющее момент сил, действующий на контур с током в магнитном поле, дает еще один способ определения магнитной индукции.

Магнитная индукция численно равна вра­щающему моменту, действующему на небольшую рамку с током с единичным магнитным моментом, при такой его ориентации в поле, когда вращающий момент максимален. Направление вектора совпадает с вектором магнитного момента рамки, находящейся в положении устойчивого равновесия в рассматри­ваемой точке магнитного поля.

.

Если контур с током находится в неоднородном магнитном поле, то кроме вращающего момента сил на контур будет действовать результирующая сила, отличная от нуля, втягивающая контур в область сильного поля, когда угол между магнитным моментом и вектором индукции меньше p /2.