Сила Ампера

Определение и формула силы Ампера
Нет, конечно, Ампер — это не боец UFC, и его сила никак не связана с умением вывести противника в нокаут. Господин Ампер — французский физик и математик, который занимался изучением электрических и магнитных полей. Поэтому мы будем говорить о том, что связывает эти два мира.
Сила Ампера — это сила, которая действует на проводник с током, когда он находится рядом с магнитом.
Она помогает нам понять, как электричество и магнит взаимодействуют между собой. Она зависит от силы тока, протекающего в проводнике, магнитного поля, который с ним взаимодействует, и угла между ними.
Господин Ампер сражался на полях научных боев и проводил много опытов с магнитными полями и электричеством. Ученые — ведь те еще проказники. Только что-то новое придумали и тут же хотят экспериментом это подтвердить. Так, видимо, и пришла в голову идея поместить проводящий материал в среду магнитного поля, и посмотреть, что будет. И произошло вот что: магнитному полю не понравился такой заряженный своей атмосферой элемент, и оно применило к нему силу. Ту самую силу Ампера, которая в честь экспериментатора и называется.
Соответственно, модуль силы Ампера рассчитывается по формуле, которую господин Ампер великодушно для нас вывел в ходе своих опытов, чтобы на экзамене мы были вооружены.
Задачки про электрические и магнитные поля встречаются в первой части ОГЭ и ЕГЭ. Ты должен будешь знать, по какому принципу вычисляются значения в мире электромагнитных отношений. Поэтому будь внимательным, тебе точно пригодится все, что мы расскажем тебе об этих понятиях.
И не волнуйся за синус, на экзамене можно будет пользоваться непрограммируемым калькулятором с возможностью вычисления тригонометрических функций.
Направление силы Ампера
Итак, что мы знаем от господина Ампера о его силе? Ну, во-первых, наш ученый определил, что это величина векторная, а значит, она имеет определенное направление. Что, в принципе, логично, когда ты применяешь силу, чтобы, к примеру, сдвинуть шкаф, она имеет определенное направление — в ту сторону, куда ты его хочешь сдвинуть. Так и здесь, магнитное поле применяет силу вполне целенаправленно. А вот, куда именно, сейчас мы и узнаем.
Откладывай смартфон и посмотри на свою левую раскрытую ладонь. Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки. Казалось бы, как? Ни электричества в твоей руке нет, — и это хорошо, если честно, — ни магнита никакого чтобы он создал вокруг себя магнитное поле. Придется напрягать воображение!
Представь, что твоя рука — это проводник, и заряды электричества бегут по ней туда, куда указывают твои пальцы. Но не все, есть диверсант — большой палец, он направлен перпендикулярно остальным. Просто запомни его, и представляй дальше: твою ладонь находится между двумя полярностями магнита, и индукция магнитного поля направлена прямо в твою ладонь. Время вспомнить о нашем диверсанте — направление большого пальца и является направлением силы Ампера.

Закон Ампера
Все, что мы узнали о силе Ампера, ученый собрал в единый закон, который тоже называется в честь него. И чтобы блеснуть знаниями не только на экзамене, но и обществе ученых, — кто знает, может быть, ты окажешься в их кругах, если будешь хорошо знать физику, — посмотрим, как он звучит.
Согласно закону Ампера, сила, действующая на проводник, в однородном магнитном поле пропорциональна длине проводника, магнитной индукции, силе тока и синусу угла между магнитной индукцией и проводником.
Этот закон является фундаментальным законом электромагнетизма и описывает принцип взаимодействия электрических и магнитных полей, а также помогает вычислять все нужные параметры.
Яркой иллюстрацией закона Ампера является поведение двух заряженных контуров.
Если поток электрических частиц в проводниках направлен в одну сторону, как показано на рисунке 1, то силы Ампера FА1 и FА2 действует так, что контуры притягиваются друг к другу. А если потоки направлены в разные стороны, как показано на рисунке 2, то силы FА1 и FА2 действует так, что наши контуры отталкиваются.
Чтобы понять этот принцип, учитывай, что контуры с током имеют собственное магнитное поле! Магнитное поле, созданное этими заряженными контурами, проходит вокруг них самих, а магнитные индукции каждого из полей обозначены B1 и B2.

Силы, действующие на проводники с током в магнитном поле
Итак, теперь мы знаем, что воздействует на элемент, проводящий электричество, в магнитном поле. Но этот поток состоит из заряженных частиц, которые несутся по своим делам в строго упорядоченном порядке. И есть еще одна сила, которая действует точечно на каждую движущуюся заряженную частицу в магнитном поле. Эта сила тоже имеет имя известного ученого — господина Лоренца. Величина ее рассчитывается по формуле:

Единицы измерения силы Ампера
Обычно в задачах ОГЭ и ЕГЭ от нас требуют не только решить задачу, но и знать, в чем измеряется искомая величина.
Поэтому запоминай, все просто: в системе СИ сила Ампера измеряется в Ньютонах и обозначается буквой Н.
Не путай силу Ампера с силой электрического тока, которая измеряется в системе СИ в Амперах (А). Это две разные величины!
Проверь себя
С какой силой однородное магнитное поле действует на заряженный контур длиной 40 см, расположенный под углом 30 градусов к вектору магнитной индукции, если сила тока в нем 500 мА. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.
- 0,0005
- 500
- 0,05
Как определить направление силы Ампера?
- По правилу левой руки.
- По правилу правой руки.
- По правилу буравчика.
В чем измеряется сила Ампера?
- В Амперах.
- В Ньютонах.
- В Удавах.