АМПЕРА ЗАКОН

АМПЕРА ЗАКОН

       

закон механического (пондеромоторного) вз-ствия двух токов, текущих в малых отрезках проводников, находящихся на нек-ром расстоянии друг от друга. Открыт А. Ампером в 1820.

Сила F12, действующая со стороны первого отрезка проводника Dl1 на отрезок Dl2 (рис, 1), равна:

Радиус-вектор между отрезками r12 считается направленным от Dl1 к Dl2, а отрезкам приписываются направления текущих в них токов I1 и I2; q1— угол между Dl1 и r12; q2— угол

Рис. 1.

между Dl2 и перпендикуляром n к плоскости S, содержащей Dl1 и r12 (направление n совпадает с поступат. движением правого буравчика при вращении его рукоятки в плоскости S от Dl1 к r12); k — коэфф., зависящий от выбора системы ед. (в Гаусса системе единиц k=1/c2, где с — скорость света в вакууме, в СИ k=m0/4p, где m0=4p•10-7 Г/м — магнитная проницаемость вакуума).

Сила вз-ствия элементов проводников с токами (элементов тока) не явл. центральной: направление F12 не совпадает с прямой, соединяющей отрезки. Эта сила перпендикулярна Dl2 и лежит в плоскости S. Направление силы определяется правилом буравчика: при вращении рукоятки буравчика от r12 к n поступат. движение буравчика указывает направление F12.

Рис. 2. Взаимодействие параллельных (а) и антипараллельных (б) элементарных токов. Все векторы лежат в плоскости рисунка.

Сила F21, c к-рой второй элемент тока действует на первый, выражается ф-лой, аналогичной (1). По абс. величине F12 и F21 равны, но в общем случае произвольно ориентированных Dl1 и Dl2 направления F12 и F21 не лежат на одной прямой и не удовлетворяют принципу равенства действия и противодействия. В частном случае параллельных проводников силы вз-ствия стремятся сблизить проводники, если текущие в них токи параллельны (рис. 2, а), и удалить их друг от друга, если токи антипараллельны (рис. 2, б).

А. з. наз. также ф-лу, определяющую силу F, с к-рой магн. поле, характеризуемое вектором магн. индукции В, действует на элем. отрезок проводника Dl, по к-рому течёт ток I:

F=kI/DlBsinq, (2)

где q — угол между направлениями Dl и В. В системе Гаусса k=1/c, в СИ k=1. Ф-ла (2) получается из (1), если в ней выделить часть, не содержащую величин, относящихся ко второму элементу тока, и под В понимать магн. индукцию, создаваемую первым элементом в точке, где расположен второй элемент тока (см. БИО — САВАРА ЗАКОН).

В случае пост. тока нельзя изолировать отд. элемент тока, т. к. цепь пост. тока всегда замкнута. Экспериментально можно лишь измерить силовое действие одного замкнутого тока на другой замкнутый ток или силу, испытываемую одним током в магн. поле, создаваемом другим током. Она равна векторной сумме сил, действующих на каждый элемент тока со стороны магн. поля др. тока (при этом магн. поле есть результирующее поле всех элементов тока). Для сил, испытываемых взаимодействующими замкнутыми токами, принцип равенства действия и противодействия оказывается справедливым. На основе А. з. устанавливается эталон ед. силы тока в СИ.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.