Проводник с током в магнитном поле. Взаимодействие параллельных проводников с током

       На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, пропорциональная величине магнитной индукции поля, силе тока в проводнике и длине проводника:

где I – сила тока, B – магнитная индукция, l – проводника, α – угол между проводником и вектором магнитной индукции. Эта сила носит название электромагнитной.

       Направление электромагнитной силы определяется по правилу левой руки: расположим левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, четыре пальца были направлены по току, тогда отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

       На практике часто приходится встречаться с взаимодействием параллельных проводников, по которым протекают токи. При этом оба проводника действуют друг на друга с одинаковой силой, которую можно выразить законом Ампера:

где F - сила Ампера, µ _a – абсолютная магнитная проницаемость вещества, I_1, I₂ – токи в проводниках, l – длина проводников, a – расстояние между проводниками с током.

       Направление действия сил определяется по правилу левой руки. Если токи протекают в одном направлении, то проводники притягиваются, если в разном – отталкиваются.

Электрон в магнитном поле

       На электрон, движущийся в магнитном поле, действует сила, которая называется силой Лоренца. Она возникает в результате взаимодействия данного магнитного поля с магнитным полем, которое образуется в результате движения электрона. Сила Лоренца определяется по формуле:

где  – заряд электрона, B – магнитная индукция, v – скорость движения электрона, α – угол между вектором магнитной индукции и скоростью.

Направление вилы Лоренца определяется по правилу левой руки: расположим левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, четыре пальца были направлены навстречу скорости, тогда отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на электрон.

  1.3.6. Явление электромагнитной индукции

       Явление электромагнитной индукции было открыто английским физиком М.Фарадеем и заключается в следующем: всякое изменение магнитного поля, в которое помещен проводник произвольной формы, вызывает в последнем возникновение ЭДС электромагнитной индукции. Рассмотрим это явление для проводника и замкнутого контура (рамки).

       Пусть проводник длиной l движется в однородном магнитном поле со скоростью v. Тогда на свободные электроны, движущиеся вместе с проводником, будет действовать сила Лоренца, что приведет к разделению зарядов в проводнике и возникновению ЭДС индукции:

где B – магнитная индукция, v – скорость движения проводника, l – длина проводника, α – угол между проводником и вектором магнитной индукции.

       Направление ЭДС в проводнике определяется по правилу правой руки: расположим правую руку так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, отогнутый большой палец направим по скорости, тогда четыре пальца укажут направление ЭДС

       Рассмотрим движение прямоугольного контура (рамки) в неоднородном магнитном поле. Рамка перемещается в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции в сторону ослабления магнитного поля. При этом, в поперечных сторонах рамки, пересекающих линии магнитной индукции, наводятся ЭДС. Результирующая ЭДС в контуре будет представлять собой скорость изменения магнитного потока, пересекаемого контуром при движении:

Т.к. контур замкнутый, то при его движении в неоднородном магнитном поле в нем возникает индукционный тока, направление которого определяется по правилу Ленца:

при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в последнем возникает ЭДС такого направления, что вызванный ею ток своим магнитным потоком противодействует изменению первоначального магнитного потока, явившемуся причиной возникновения данного тока.