Сила Ампера: взаємодія між провідником зі струмом і магнітним полем

Андре Марі Ампер і його відкриття  

Восени 1820 року видатний французький фізик Андре Марі Ампер (1775-1836) провів дослідження, що стали основою для розуміння взаємодії між електричним струмом і магнітним полем. Ампер експериментував з провідниками різних форм і розмірів, вивчаючи, як магнітне поле впливає на провідники зі струмом. 

В результаті своїх досліджень він отримав формулу, яка визначає силу, що діє на окрему невелику ділянку провідника, або, як ще кажуть, на елемент струму. Цю силу нині називають силою Ампера.

Що таке сила Ампера?  

Сила Ампера позначається як F_A – це сила, з якою магнітне поле діє на провідник, через який проходить електричний струм. Формула для її визначення виглядає так:

1. Сила Ампера: F_A = B ⋅ I ⋅ l ⋅ sin(α)

2. Величини:

   - F_A – сила Ампера

   - B – магнітна індукція поля

   - I – сила струму в провіднику

   - l – довжина активної частини провідника

   - α – кут між вектором магнітної індукції і напрямком струму

Ця формула показує, що сила Ампера прямо пропорційна силі струму, довжині провідника в магнітному полі, магнітній індукції та синусу кута між напрямком струму і магнітним полем.

Як визначити напрямок сили Ампера?  

Для визначення напрямку сили Ампера використовується правило лівої руки. 

Воно формулюється так: якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок сили Ампера.

Це просте, але важливе правило дозволяє легко зрозуміти, як електричні та магнітні поля взаємодіють між собою, що є ключовим для багатьох технологічних застосувань, від електродвигунів до магнітних левітаторів.