De werking van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider

Als we proberen twee identieke permanente ringmagneten met tegenovergestelde polen bij elkaar te plaatsen, dan zullen ze op een gegeven moment, als ze dichterbij komen, steeds meer naar elkaar toe gaan trekken.

En als je dezelfde magneten dichter bij elkaar probeert te brengen, maar met de polen met dezelfde naam, dan zullen ze op een bepaalde afstand deze convergentie steeds meer belemmeren, ze zullen proberen zich naar de zijkanten te verspreiden, alsof ze elkaar afstoten.

Dit betekent dat er in de buurt van de magneten enige immateriële materie is die deze eigenschappen vertoont, een mechanisch effect op de magneten uitoefent, en de sterkte van dit effect is niet hetzelfde op verschillende afstanden van de magneten, hoe dichterbij het is, hoe sterker het is .Deze immateriële materie wordt genoemd magnetisch veld.

De wetenschap weet al lang dat de bron van een magnetisch veld een elektrische stroom is. In permanente magneten zitten deze microstromen in moleculen en atomen, maar er zijn heel veel van dergelijke stromen, en het totale magnetische veld is het magnetische veld permanente magneet.

Als we een aparte stroomvoerende draad nemen, dan heeft die ook een magnetisch veld.En dit magnetische veld kan op dezelfde manier interageren met andere magnetische velden. Dat wil zeggen, een stroomvoerende geleider interageert met een extern magnetisch veld.

De wet van de interactie van een geleider met een stroom en een magnetisch veld werd vastgesteld door een Franse natuurkundige Andre-Marie Ampère in de eerste helft van de 19e eeuw.

Ampere toonde experimenteel aan dat een stroomvoerende geleider in een magnetisch veld wordt beïnvloed door een kracht waarvan de richting en grootte afhangen van de grootte en relatieve positie van de stroom en de magnetische inductievector van het magnetische veld waarin de stroomgeleider zich bevindt. Deze kracht wordt vandaag genoemd Ampere sterkte… Hier is zijn formule:

Hier:

a is de hoek tussen de stroomrichting en de magnetische inductievector;

B — magnetische inductie van het externe magnetische veld ter plaatse van de stroomvoerende geleider;

I is de hoeveelheid stroom in de draad;

l is de actieve lengte van de stroomvoerende draad.

De grootte van de kracht die aan de kant van het magnetische veld op de stroomvoerende geleider werkt, is numeriek gelijk aan het product van de modulus van de magnetische inductie van de lengte van het in het magnetische veld geplaatste geleiderelement en de grootte van de stroom in de geleider, en is ook evenredig met de sinus van de hoek tussen de richting van de stroom en de richting van de magnetische inductievector.

De richting van de kracht van Ampère wordt bepaald volgens de linkerhandregel: als de linkerhand zo is geplaatst dat de loodrechte component van de magnetische inductievector B de handpalm binnengaat en vier uitgestrekte vingers in de richting van de stroom worden gericht, dan de duim, gebogen in een hoek van 90 graden, geeft de richting aan van de kracht die op een stuk stroomvoerende draad inwerkt, dat wil zeggen de richting van de ampèrekracht.

Aangezien het magnetische veld het principe van superpositie van velden volgt, tellen het magnetische veld van de stroomvoerende geleider en het magnetische veld waarin die geleider zich bevindt op in de ruimte rond de geleider.

Als gevolg hiervan ziet het beeld van de interactie van de stroom met het magnetische veld eruit alsof de draad wordt geduwd van het gebied waar het magnetische veld meer geconcentreerd is naar het gebied waar het magnetische veld minder geconcentreerd is.

Het gebied waar het magnetische veld sterker is, kan worden voorgesteld als gevuld met strak gestrekte filamenten, die de neiging hebben om de geleider in de richting te duwen waar de filamenten zwakker zijn.