Закон Ампера, взаимодействие параллельных токов

Обобщая результаты исследования действия магнитного поля на различные проводники с током, французский физик Ампер установил, что сила dF, с которой магнитное поле действует на элемент проводника dl с током, находящегося в магнит­ном поле, равна

(1)

где d l —векторный элемент с током, В — вектор магнитной индукции.

Направление вектора силы взаимодействия – dF может быть найдено по определению векторного произведения векторов.

Примечание. Направление вектора dF может быть найдено по правилу левой руки. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца рас­положить по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на ток.

Модуль силы Ампера вычисляется по формуле

(2)

где a — угол между векторами dl и В.

Рассмотрим два бесконечных прямолинейных параллельных тока I₁ и I₂, расстояние между которыми равно R.

Согласно закону Ампера сила взаимодействия двух элементарных токов (элементов длины – dl) будет равна

(3)

Знак плюс в формуле (3) соответствует притяжению, минус – отталкиванию.

Собственно знак определяется взаимной ориентацией токов в проводниках,

· Два параллельных тока одинакового направления притягиваются друг к другу с силой, определяемой выражением (3).

· Если токи имеют противоположные направления, то между ними действует сила отталкивания, определяемая формулой (3).

Примечание. Силовое взаимодействие параллельных токов используется в современных

обрабатывающих технологиях автомобильного производства («Ford

Motor Comp», США, «Volkswagen», Германия), а также в создании

оборудования для внешнего бесконтактного удаления вмятин в

автомобильных кузовах («Beulentechnik AG», Швейцария, Австралия).