磁场对载流导体的作用
如果我们尝试将两个相同的永久环形磁铁放在一起,但两极相反,那么在某个时刻,当它们靠得更近时,它们就会开始相互吸引越来越多。
而且,如果您尝试将相同的磁铁靠得更近,但具有相同名称的磁极,那么在一定距离处它们会越来越阻碍这种收敛,它们会试图向两侧扩散,就好像它们相互排斥一样。
这意味着在磁铁附近有一些非物质物质表现出这些性质,对磁铁产生机械作用,并且这种作用的强度在离磁铁的不同距离处是不一样的,越近越强.这种无形的物质叫做 磁场.
科学早就知道磁场的来源是电流。在永磁体中,这些微电流在分子和原子内部,但是有很多很多这样的电流,总磁场就是磁场 永久磁铁.
如果我们拿一根单独的载流导线,那么它也有磁场。并且这个磁场能够以相同的方式与其他磁场相互作用。也就是说,载流导体与外部磁场相互作用。
导体与电流和磁场相互作用的定律是由法国物理学家建立的 安德烈-玛丽·安培 在 19 世纪上半叶。
安培通过实验表明,磁场中的载流导体会受到一个力的影响,该力的方向和大小取决于电流的大小和相对位置以及电流导体所在磁场的磁感应矢量。这股力量今天被称为 安培强度……这是他的公式:
这里:
a为电流方向与磁感应矢量的夹角;
B——外磁场在载流导体处的磁感应强度;
I 是导线中的电流量;
l 是载流导线的有效长度。
作用在载流导体磁场一侧的力的大小在数值上等于放置在磁场中的导体元件长度的磁感应强度模数与电流大小的乘积在导体中,也与电流方向和磁感应矢量方向之间夹角的正弦成正比。
安培力的方向根据左手定则确定:如果左手的位置使磁感应矢量B的垂直分量进入手掌,并且伸出的四根手指指向电流的方向,则拇指弯曲90度,表示作用在一段载流导线上的力的方向,即安培力的方向。
由于磁场服从磁场叠加原理,载流导体的磁场和该导体所在的磁场在导体周围的空间中相加。
结果,电流与磁场相互作用的图片看起来好像电线从磁场更集中的区域被推到磁场不太集中的区域。
磁场较强的区域可以想象为充满了紧密拉伸的细丝,它们倾向于将导体推向细丝较弱的方向。