安培定律
在本文中，我们将讨论电动力学基本定律之一的安培定律。安培力今天在许多电机和装置中发挥作用，并且由于 20 世纪的安培力，许多生产领域与电气化相关的进步成为可能。安培定律至今依然坚定不移，继续忠实地为现代工程服务。因此，让我们记住这一进步归功于谁，以及这一切是如何开始的。
1820年，伟大的法国物理学家安德烈玛丽安培宣布了他的发现。他在科学院谈到了两个载流导体相互作用的现象：电流相反的导体相互排斥，直流电的导体相互吸引。安培还表明磁力完全是电的。
一段时间以来，这位科学家进行了他的实验并最终证实了他的假设。最后，在 1826 年，他发表了完全从经验中得出的电动力学现象理论。从那时起，磁性流体的想法被认为是不必要的，因为事实证明，磁性是由电流引起的。
安培得出结论，永磁体内部也有电流，圆形分子电流和原子电流垂直于穿过永磁体两极的轴。线圈的行为就像一个永磁体，电流以螺旋方式流过该永磁体。安培获得了自信断言的充分权利：“所有磁现象都归结为电作用。”
在他的研究工作中，安培还发现了电流元素的相互作用力与这些电流大小之间的关系，他还找到了这种力的表达式。安培指出电流的相互作用力并不像引力那样位于中心。安培推导出的公式包含在当今每本电动力学教科书中。
安培发现，相反方向的电流相互排斥，同向的电流相互吸引，如果电流垂直则它们之间没有磁相互作用。这是科学家将电流相互作用作为磁相互作用的真正根源进行调查的结果。安培发现了电流的机械相互作用定律，从而解决了磁相互作用的问题。
为了阐明电流的机械相互作用力与其他量相关的规律，今天可以进行类似安培实验的实验。为此，将带有电流 I1 的相对较长的电线固定不动，将带有电流 I2 的短电线固定为可移动的，例如，带有电流的可移动框架的底部将是第二根电线。框架连接测力计，测量火线平行时作用在框架上的力F。
最初，系统是平衡的，实验装置的电线之间的距离 R 与这些电线的长度 l 相比要小得多。实验的目的是测量金属丝的排斥力。
可以使用变阻器调节静止和移动电线中的电流。通过改变电线之间的距离 R，通过改变每根电线中的电流，可以轻松找到相关性，了解电线的机械相互作用强度如何取决于电流和距离。
如果动坐标系中的电流I2不变，而静止导线中的电流I1增加一定倍数，则导线相互作用的力F将增加相同的量。类似地，如果固定导线中的电流 I1 不变而框架中的电流 I2 发生变化，则相互作用力 F 的变化方式与固定导线中的电流 I1 变化时的变化方式相同，其中电流 I2 恒定框架。因此我们得出明显的结论——导线 F 的相互作用力与电流 I1 和电流 I2 成正比。
如果我们现在改变相互作用的线之间的距离 R，结果是随着距离的增加，力 F 减小，并且减小的系数与距离 R 相同。因此，导线与电流 I1 和 I2 的机械相互作用力 F 与它们之间的距离 R 成反比。
通过改变可动线的尺寸 l，很容易确保力也与相互作用边的长度成正比。
因此，您可以输入比例因子并编写：
这个公式可以让你找到电流为I1的无限长导体产生的磁场作用在电流为I2的导体的平行截面上的力F，而该截面的长度为l，R为距离相互作用的导体之间。这个公式在磁学研究中极其重要。
纵横比可以用磁常数表示为：
然后公式将采用以下形式：
力F现在称为安培力，决定这个力大小的定律就是安培定律。安培定律也称为确定磁场作用在载流导体的一小部分上的力的定律：
«磁场作用在磁场中有电流的导体元件 dl 上的力 dF 与导体中电流强度 dI 和元件长度 dl 的矢量积成正比导体和磁感应强度 B «:
安培力的方向由矢量积的计算规则决定，用左手定则方便记忆，即 电气工程基本定律, 安培力模量可以通过以下公式计算：
这里，alpha 是磁感应矢量与电流方向之间的角度。
显然，当载流导体的元件垂直于磁感应线 B 时，安培力最大。
多亏了安培的力量，今天许多电机都在运行，其中载流电线彼此相互作用并与电磁场相互作用。大多数发电机和电动机以某种方式在其工作中使用安培功率。由于安培力，电动机的转子在定子的磁场中旋转。
电动汽车：有轨电车、电动火车、电动汽车——它们都使用安培的能量来使它们的车轮最终转动。电锁、电梯门等。 扬声器、扩音器——在它们里面电流线圈的磁场与永磁体的磁场相互作用，形成声波。最后，由于安培力，等离子体在托卡马克中被压缩。