Взаємодія струмів. Магнітне поле струму. Магнітна індукція. Сила Ампера. Сила Лоренца
Взаємодія провідників із струмом.
Раніше ми з вами розглянули взаємодію електричних зарядів. Тепер давайте розглянемо взаємодію провідників з током.
Візьмемо дві однакові котушки, зроблені з металевих провідників, і підвісимо їх так, щоб їх можна було ввімкнути до ланцюга, а їх вісі розташуємо на одній прямій. Пропустимо по котушкам струми однакового напрямку і ми помітимо, що котушки притягаються. Якщо створити в котушках струми протилежного напрямку, то вони будуть відштовхуватися. Така взаємодія буде і між прямолінійними провідниками, що розташовуються паралельно.
Тобто, струми однакового напрямку притягаються, а протилежного – відштовхуються.
Висновок: коли провідники зі струмами знаходяться на деякої відстані один від одного, то між ними існує взаємодія, яку не можна пояснити наявністю електричного поля між ними, оскільки провідники при проходженні по ним електричного струму залишаються практично нейтральними. Це означає, що навколо будь-якого провідника зі струмом мається інше відмінне від електричного поле, оскільки воно не діє на нерухомі заряди.
Взаємодії між провідниками із струмом називаються магнітними. Сили, з якими провідники із струмом діють один на одного, називаються магнітними силами.
Сила взаємодії, яка приходиться, на одиницю довжини двох паралельних нескінченно довгих прямолінійних струмів визначається за формулою:
де μ0 = 4π · 10-7 Н/А2 – магнітна стала, r – відстань між струмами.
Крім того вченим Гільбертом було встановлено, що:
- Магнітне притягання і відштовхування властиві тільки|лише| деяким речовинам: залізу, сталі і деяким сплавам;
- Магніт має, принаймні, два полюси: північний і південний;
- Однойменні полюси| магнітів відштовхуються, а різнойменні – притягуються;
- Вільно підвішений магніт орієнтується певним| чином щодо|відносно| сторін світу.
Магнітне поле– це вид матерії, за допомогою якого здійснюється взаємодія між рухомими зарядженими частинками.
Властивості магнітного поля:
1) магнітне поле породжується магнітами і електричним струмом (рухомими зарядами);
2) магнітне поле виявляється за дією на електричний струм (рухомі заряди);
3) як і електричне, магнітне поле існує реально незалежно від знань про нього. Це підтверджується існуванням електромагнітних хвиль.
Так само, як і в просторі, що оточує нерухомі електричні заряди, виникає електричне поле, у просторі, що оточує струми, виникає магнітне. Електричний струм в одному з провідників створює навколо себе магнітне поле, яке діє на струм у другому провіднику. А поле, створене другим струмом, діє на перше.