Ампера закон
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Ампера закон

Ампера закон, закон механічної (пондеромоторного) взаємодії двох струмів, поточних в малих відрізках провідників, що знаходяться на деякій відстані один від одного.

  Сила F 12 , що діє з боку першого відрізання провідника D l 1 на другій D l 2 ( мал. 1 ), рівна:

загрузка...

  Відстань між відрізками r 12 вважається направленою від першого відрізання до другого, а напрямам відрізань приписуються напрями поточних в них струмів I 1 і I 2 ; u 1 кут між напрямами D l 1 і r 12 ; u 2 — кут між D l 2 і перпендикуляром n до плоскості, D, що містить, l 1 і r 12 (напрям n збігається з поступальною ходою буравчика при обертанні його рукоятки від D l 1 до r 12 ); до — коефіцієнт, залежний від вибору системи одиниць.

  Сила взаємодії елементів провідників із струмом (елементів струму) не є центральною: напрям сили F 12 не збігається з прямою, що сполучає відрізки. Ця сила перпендикулярна відрізку D l 2 і лежить в плоскості, D, що містить, l 1 і r 12 . Напрям сили визначається правилом буравчика: при обертанні рукоятки буравчика від r 12 до n поступальна хода буравчика збігається з напрямом сили.

  В системі одиниць СГС (Гауса) до = 1/ с 2 , де з = 3´10 10 см/сек — швидкість світла у вакуумі. У системі СІ до = m 0 /4p, де m 0 = 4p´10 -7 гн/м — магнітна проникність вакууму.

  Сила F 21 , з якою другий елемент струму діє на перший, виражається формулою аналогічною (1). По абсолютній величині сили F 12 і F 21 рівні. Проте в загальному випадку довільно орієнтованих один відносно одного D l 1 і D l 2 напряму сил F 12 і F 21 не лежать на одній прямій і не задовольняють принципу рівності дії і протидії.

  В окремому випадку паралельних провідників сили взаємодії прагнуть зближувати провідники, якщо поточні в них струми паралельні ( мал. 2, а ) , і видалити їх один від одного, якщо струми антіпараллельни ( мал. 2, би ) . Таким чином, паралельні струми притягуються, а антипаралельні — відштовхуються.

  А. з. називають також формулу, що визначає силу F , з якою магнітне поле, що характеризується вектором магнітної індукції B , діє на елементарний відрізок провідника D l , по якому тече струм сили I:

F = ki D l ´ B ´sinu

  де u — кут між напрямами D l і B . В системі Гауса до = 1/ з , в системі СІ до = 1. Формула (2) виходить з формули (1), якщо в ній виділити частину, що не містить величин, що відносяться до другого елементу струму, і під В розуміти магнітну індукцію, створену першим елементом струму в крапці, де розташований другий елемент струму (див. Біо — Савара закон ) .

  В разі постійного струму не можна ізолювати окремий елемент струму, оскільки ланцюг постійного струму завжди замкнутий. Експериментально можна лише виміряти силову дію одного замкнутого струму на інший замкнутий струм або ж силу, що випробовується одним струмом в магнітному полі, що створюється іншим струмом. Ця сила дорівнює векторній сумі сил, що діють на кожен елемент струму з боку магнітного поля іншого струму (при цьому магнітне поле є результуюче поле всіх елементів струму). Для рівнодійних сил, що випробовуються взаємодіючими замкнутими струмами, принцип рівності дії і протидії виявляється справедливим.

  На А. з. заснований еталон одиниці сили струму — ампера, здійснюваний у вигляді струмових вагів .

  Р. Я. Мякишев.

Мал. 1. до ст. Ампера закон.

Мал. 2. Взаємодія двох елементарних струмів: а — паралельних, би — антипаралельних. Всі відрізки (вектори) на мал.(малюнок) лежать в одній плоскості.