Știm că a fost introdus un conductor de curentcâmpul magnetic este expus la forță. Direcția sa depinde de direcția liniilor de câmp și de direcția curentului: dacă acestea sunt cunoscute, atunci direcția forței poate fi determinată folosind regula mâinii stângi sau a șurubului drept.
Să analizăm acum de ce depinde amploarea acestei forțe. Haideți să apelăm la experiență.
Suspendat la umărul stâng al cântarului balansoaruluiconductorul de linie AB și așezați-l între poli N și S a electromagnetului, astfel încât să fie perpendicular pe liniile de forță ale câmpului magnetic. În serie cu acest conductor, porniți ampermetrul, precum și reostatul, cu care puteți măsura curentul în conductorul nostru. Echilibrați echilibrul și închideți lanțul. Să fie direcționat curentul din conductorul AB de la B la A. Bilanțul echilibrului va fi perturbat; pentru a-l restabili, va trebui pus un echilibru suplimentar pe vasul drept, a cărui greutate va fi egală cu forța care acționează pe conductor vertical în jos. Acum vom schimba curentul în conductorul nostru; observăm că odată cu creșterea curentului, forța care acționează asupra conductorului crește și ea. Modificările ne vor arăta că forța cu care un câmp magnetic acționează asupra unui conductor este direct proporțională cu curentul care circulă prin el.
Această forță depinde de lungimea conductorului AB?Pentru a rezolva această problemă, vom lua conductoare de lungimi diferite la același curent. Măsurătorile ne vor arăta că forța cu care câmpul magnetic acționează asupra conductorului curent va fi direct proporțională cu lungimea părții conductorului situat în câmpul magnetic.
Fie F forța care acționează asupra unui conductor cu un curent plasat într-un câmp magnetic, l este lungimea acestui conductor și I este curentul din el.
Pe măsură ce lungimea conductorului l și curentul din el se schimbă, așa cum am văzut, amploarea forței F.
Raportul dintre forța F și lungimea conductorului I și cu curentul din el este o valoare constantă care nu depinde de curentul din el; prin urmare, mărimea acestui raport poate caracteriza câmpul magnetic.
Această valoare se numește inducție magnetică sau inducție de câmp magnetic.
Notăm inducția magnetică prin litera B. Conform definiției, putem scrie:
B = F / (I · l).
În sistemul SI, unitatea de inducție magneticăapare o inducție de câmp în care un conductor cu un curent de 1 A și o lungime de 1 m este expus la o forță de 1 N. Numele unei astfel de unități este 1 newton / (ampermetru) (prescurtat 1 N / (A˖m)).
Arătăm că 1 N / (А˖м) = 1 (В˖сек) / m²:
1 N / (А˖м) = 1 (Н˖м) / (А˖м²) = 1 j / (А˖м²) = 1 (В˖А˖сек) / (А˖м²) = 1 (В˖ sec) / m².
O unitate de 1 volt-secundă se numește weber (wb).În consecință, 1 WB / m² sau 1 Tesla (T) este o unitate de inducție magnetică. Întrucât în sistemul de măsurare GHS, unitatea de măsurare a inducției magnetice este gauss (G):
1 T = 10⁴ G.
Inducția magnetică este o cantitate vectorială. Direcția vectorului de inducție într-un punct dat este aliniată cu direcția liniei magnetice de forță care trece prin acest punct.
În sistemul SI, inducția magnetică este o forță caracteristică a unui câmp magnetic, similar cu modul în care forța câmpului electric exprimă o forță caracteristică unui câmp electric.
Cunoscând inducerea unui câmp magnetic, putem calcula puterea acestuia acționând pe un conductor cu curent, după formula:
F = BI l.
La un conductor cu curent, sarcinile nu numai că se mișcăaleatoriu în direcții diferite, dar și într-o anumită direcție. Fiecare dintre sarcini este afectată de o forță magnetică, care este transmisă conductorului. Suma tuturor forțelor din mișcarea haotică este zero, iar suma forțelor mișcării direcționate se numește forța Ampere.
În cazul general, amploarea forței care acționează asupra unui conductor cu un curent plasat într-un câmp magnetic este determinată de legea Ampere:
F = BI l sin α, unde α este unghiul dintre directivitatea curentului (I) și vectorul câmpului magnetic (B).
Inducerea unui câmp magnetic este numeric egal cu forțacu care un câmp magnetic acționează asupra unui singur element de curent perpendicular pe vectorul de inducție. Inducția magnetică depinde de proprietățile mediului.
