تعريف

تسمى القوة المؤثرة على موصل بتيار في مجال مغناطيسي بواسطة امبير... تسمياتها:. قوة الأمبير هي كمية متجهة. يتم تحديد اتجاهها من خلال قاعدة اليد اليسرى: يجب أن تضع راحة يدك اليسرى بحيث تدخلها خطوط قوة المجال المغناطيسي. أشارت الأصابع الأربعة الممتدة إلى اتجاه التيار. في هذه الحالة ، يشير الإبهام المنحني إلى اتجاه قوة الأمبير (الشكل 1).

قانون امبير

يتم تحديد القوة الأولية لـ Ampere بواسطة قانون Ampere (أو الصيغة):

حيث I هي القوة الحالية ، وهي عنصر صغير في طول الموصل ، ومتجه مساوٍ في الحجم لطول الموصل ، وموجه في نفس اتجاه متجه الكثافة الحالية ، هو تحريض المجال المغناطيسي في الذي يوضع الموصل مع التيار.

خلاف ذلك ، تتم كتابة هذه الصيغة لقوة الأمبير على النحو التالي:

أين هو متجه الكثافة الحالية ، dV هو عنصر الحجم للموصل.

تم العثور على معامل أمبير وفقًا للتعبير:

أين هي الزاوية بين نواقل الحث المغناطيسي واتجاه تدفق التيار. من التعبير (3) يتضح أن قوة الأمبير تكون قصوى في حالة عمودية خطوط الحث المغناطيسي للمجال فيما يتعلق بالموصل مع التيار.

القوى المؤثرة على الموصلات ذات التيار في المجال المغناطيسي

ويترتب على قانون Ampere أن موصلًا بتيار يساوي I يتم التصرف بناءً عليه بقوة مساوية لـ:

حيث يعتبر الحث المغناطيسي داخل قطعة صغيرة من الموصل dl. يتم تنفيذ التكامل في الصيغة (4) بطول الموصل بالكامل (ل). من التعبير (4) يترتب على ذلك أن حلقة مغلقة بتيار I ، في مجال مغناطيسي منتظم ، تعمل على قوة أمبير تساوي

قوة الأمبير ، التي تعمل على عنصر (dl) من موصل مستقيم بتيار I 1 ، موضوعة في مجال مغناطيسي ، والتي تخلق موصلًا مستقيمًا آخر موازٍ للعنصر الأول بتيار I 2 ، متساوية في الحجم:

حيث d هي المسافة بين الموصلات ، H / m (أو N / A 2) هي الثابت المغناطيسي. تجذب الموصلات التي لها تيارات في اتجاه واحد. إذا كانت اتجاهات التيارات في الموصلات مختلفة ، فسيتم صدها. بالنسبة للموصلات المتوازية ذات الطول اللانهائي المذكورة أعلاه ، يمكن حساب قوة أمبير لكل وحدة طول بالصيغة:

تستخدم الصيغة (6) في نظام SI للحصول على قيمة كمية للثابت المغناطيسي.

وحدات قوة الأمبير

الوحدة الرئيسية لقياس القوة الأمبير (مثل أي قوة أخرى) في نظام SI هي: = H

في SGS: = din

أمثلة على حل المشكلات

مثال

يمارس.موصل مستقيم بطول l مع التيار I موجود في مجال مغناطيسي منتظم B. تؤثر القوة F. على الموصل ما هي الزاوية بين اتجاه تدفق التيار ومتجه الحث المغناطيسي؟

حل.يتم العمل على الموصل الحامل للتيار في مجال مغناطيسي بواسطة قوة الأمبير ، والتي يمكن تمثيل معاملها للموصل المستقيم مع التيار الموجود في مجال موحد على النحو التالي:

أين هي الزاوية المطلوبة. بالتالي:

إجابة.

مثال

يمارس.يوجد موصلين رقيقين وطويلين لهما تيارات في نفس المستوى على مسافة d من بعضهما البعض. عرض الموصل الصحيح أ. التيارات I 1 و I 2 تتدفق عبر الموصلات (الشكل 1). ما هي قوة الأمبير المؤثرة على الموصلات لكل وحدة طول؟

حل.كأساس لحل المشكلة ، نأخذ صيغة قوة الأمبير الأولية:

سنفترض أن الموصل الذي له تيار I 1 يخلق مجالًا مغناطيسيًا ، وهناك موصل آخر بداخله. لنبحث عن قوة الأمبير التي تعمل على موصل بتيار I 2. دعنا نختار في الموصل (2) عنصرًا صغيرًا dx (الشكل 1) ، والذي يقع على مسافة x من الموصل الأول. يمكن العثور على المجال المغناطيسي الذي يخلق الموصل 1 (المجال المغناطيسي لموصل مستقيم لانهائي مع تيار) عند النقطة التي يوجد فيها العنصر dx وفقًا لنظرية الدوران.

قانون امبيريوضح مع قوة تأثير المجال المغناطيسي على الموصل الموضوع فيه. هذه القوة تسمى أيضا بواسطة امبير.

صيغة القانون:تتناسب القوة المؤثرة على موصل بالتيار ، الموضوعة في مجال مغناطيسي موحد ، مع طول الموصل ، وناقل الحث المغناطيسي ، والتيار وجيب الزاوية بين متجه الحث المغناطيسي والموصل.

إذا كان حجم الموصل تعسفيًا ، وكان الحقل غير موحد ، فإن الصيغة تكون كما يلي:

يتم تحديد اتجاه قوة الأمبير بقاعدة اليد اليسرى.

حكم اليد اليسرى: إذا وضعت يدك اليسرى بحيث يدخل المكون العمودي لمتجه الحث المغناطيسي راحة اليد ، وتم تمديد أربعة أصابع في اتجاه التيار في الموصل ، ثم ضع جانباً بمقدار 90° سيشير الإبهام إلى اتجاه قوة الأمبير.

MP من حشوة القيادة. عمل MF على شحنة متحركة. قوة أمبير ، لورنتز.

يخلق أي موصل مع تيار مجال مغناطيسي في الفضاء المحيط. في هذه الحالة ، التيار الكهربائي هو الحركة المنظمة للشحنات الكهربائية. هذا يعني أنه يمكننا أن نفترض أن أي شحنة تتحرك في فراغ أو وسط يولد مجالًا مغناطيسيًا حول نفسه. نتيجة لتعميم العديد من البيانات التجريبية ، تم وضع قانون يحدد المجال B لشحنة نقطية Q تتحرك بسرعة غير نسبية ثابتة v. يتم إعطاء هذا القانون من خلال الصيغة

(1)

حيث r هو متجه نصف القطر ، والذي يتم رسمه من الشحنة Q إلى نقطة المراقبة M (الشكل 1). وفقًا لـ (1) ، يتم توجيه المتجه B بشكل عمودي على المستوى الذي يوجد فيه المتجهان v و r: يتزامن اتجاهه مع اتجاه الحركة الانتقالية للمسمار الأيمن حيث يدور من v إلى r.

رسم بياني 1

تم إيجاد معامل ناقل الحث المغناطيسي (1) بالصيغة

(2)

حيث α هي الزاوية بين المتجهين v و r. بمقارنة قانون Bio-Savart-Laplace و (1) ، نرى أن الشحنة المتحركة تعادل في خصائصها المغناطيسية العنصر الحالي: Idl = Qv

عمل MF على شحنة متحركة.

من المعروف من التجربة أن المجال المغناطيسي له تأثير ليس فقط على الموصلات ذات التيار ، ولكن أيضًا على الشحنات الفردية التي تتحرك في مجال مغناطيسي. القوة التي تعمل على شحنة كهربائية Q تتحرك في مجال مغناطيسي بسرعة v تسمى قوة لورنتز وتُعطى بالتعبير: F = Q حيث B هو تحريض المجال المغناطيسي الذي تتحرك فيه الشحنة.

لتحديد اتجاه قوة لورنتز ، نستخدم قاعدة اليد اليسرى: إذا تم وضع كف اليد اليسرى بحيث يدخلها المتجه B ، ويتم توجيه أربعة أصابع ممدودة على طول المتجه v (لـ Q> 0 ، يتطابق الاتجاهان I و v ، بالنسبة لـ Q الشكل .1 يوضح الاتجاه المتبادل للمتجهات v ، B (المجال له اتجاه علينا ، كما هو موضح بالنقاط في الشكل) و F. إذا كانت الشحنة سالبة ، فإن القوة تعمل في الاتجاه المعاكس.

إي. إم. يتناسب الحث الكهرومغناطيسي في الدائرة مع معدل تغير التدفق المغناطيسي m عبر السطح الذي تحده هذه الدائرة:

حيث k هو معامل التناسب. هذا emf لا تعتمد على سبب التغيير في التدفق المغناطيسي - إما حركة الدائرة في مجال مغناطيسي ثابت ، أو تغيير في المجال نفسه.

لذلك ، يتم تحديد اتجاه تيار الحث بواسطة قاعدة لينز: لأي تغيير في التدفق المغناطيسي عبر السطح المحاط بدائرة موصلة مغلقة ، يظهر تيار تحريضي في الاتجاه الأخير بحيث يقاوم مجاله المغناطيسي التغيير في التدفق المغناطيسي.

تعميم لقانون فاراداي وقاعدة لينز هو قانون فاراداي لينز: القوة الدافعة الكهرومغناطيسية للحث الكهرومغناطيسي في حلقة موصلة مغلقة متساوية عدديًا ومعاكسة للدلالة على معدل تغير التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي تحده الحلقة:

الكمية Ψ = ΣΦm تسمى ارتباط التدفق أو التدفق المغناطيسي الكلي. إذا كان التدفق خلال كل حلقة هو نفسه (أي ، Ψ = NΦm) ، إذن في هذه الحالة

أثبت الفيزيائي الألماني ج.هيلمهولتز أن قانون فاراداي لينز هو نتيجة لقانون الحفاظ على الطاقة. دع الدائرة الموصلة المغلقة تكون في مجال مغناطيسي غير متجانس. إذا كان التيار يتدفق في الدائرة ، فعندئذٍ تحت تأثير قوى الأمبير ، ستبدأ الدائرة غير الآمنة في التحرك. سيكون العمل الأولي dA الذي يتم إجراؤه عند تحريك الكفاف في الوقت dt

dA = IdФm ،

حيث dФm هو التغير في التدفق المغناطيسي عبر منطقة الدائرة خلال الوقت dt. إن عمل التيار خلال الوقت dt للتغلب على المقاومة الكهربائية R للدائرة يساوي I2Rdt. إجمالي عمل المصدر الحالي خلال هذا الوقت يساوي εIdt. وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، يتم إنفاق عمل المصدر الحالي على العملين المحددين ، أي

εIdt = IdФm + I2Rdt.

نقسم جانبي المساواة بواسطة Idt ، نحصل عليه

وبالتالي ، عندما يتغير التدفق المغناطيسي المقترن بالدائرة ، تنشأ القوة الدافعة الكهربائية للحث في الأخير

الاهتزازات الكهرومغناطيسية. الدائرة التذبذبية.

الاهتزازات الكهرومغناطيسية هي اهتزازات بكميات ، ومحاثة مثل المقاومة ، والمجال الكهرومغناطيسي ، والشحنة ، والتيار.

الدائرة المتذبذبة عبارة عن دائرة كهربائية تتكون من مكثف وملف ومقاوم متصل في سلسلة.يتم وصف التغيير في الشحنة الكهربائية على لوحة المكثف بمرور الوقت بواسطة المعادلة التفاضلية:

الموجات الكهرومغناطيسية وخصائصها.

في الدائرة التذبذبية ، تتم عملية تحويل الطاقة الكهربائية للمكثف إلى طاقة المجال المغناطيسي للملف والعكس صحيح. إذا تم في نقاط زمنية معينة التعويض عن فقد الطاقة في الدائرة للمقاومة بسبب مصدر خارجي ، فإننا نحصل على تذبذبات كهربائية مستمرة ، والتي يمكن أن تشع عبر الهوائي في الفضاء المحيط.

تسمى عملية انتشار الموجات الكهرومغناطيسية ، والتغيرات الدورية في قوة المجالات الكهربائية والمغناطيسية ، في الفضاء المحيط بالموجة الكهرومغناطيسية.

تغطي الموجات الكهرومغناطيسية نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية من 105 إلى 10 مترًا والترددات من 104 إلى 1024 هرتز. بالاسم ، تنقسم الموجات الكهرومغناطيسية إلى موجات الراديو والأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والإشعاع. اعتمادًا على الطول الموجي أو التردد ، تتغير خصائص الموجات الكهرومغناطيسية ، وهو دليل مقنع على القانون الديالكتيكي المادي لانتقال الكمية إلى صفة جديدة.

المجال الكهرومغناطيسي مادة وله طاقة ، وزخم ، وكتلة ، يتحرك في الفضاء: في فراغ بسرعة C ، وفي وسط بسرعة: V = ، حيث = 8.85 ؛

كثافة الطاقة الحجمية للمجال الكهرومغناطيسي. الاستخدام العملي للظواهر الكهرومغناطيسية واسع جدًا. وهي أنظمة ووسائل الاتصال والبث الإذاعي والتلفزيون والحواسيب الإلكترونية وأنظمة التحكم للأغراض المختلفة والقياس والأجهزة الطبية والأجهزة الكهربائية والراديو المنزلية وغيرها ، أي. شيء بدونه يستحيل تخيل المجتمع الحديث.

كيف يؤثر الإشعاع الكهرومغناطيسي القوي على صحة الإنسان ، لا توجد تقريبًا بيانات علمية دقيقة ، ولا توجد سوى فرضيات غير مؤكدة ، وبشكل عام ، لا أساس لها من المخاوف من أن كل شيء غير طبيعي مدمر. لقد ثبت أن الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأشعة عالية الكثافة تسبب في كثير من الحالات ضررًا حقيقيًا لجميع الكائنات الحية.

البصريات الهندسية. قوانين الدفاع المدني.

تستخدم البصريات الهندسية (الشعاعية) المفهوم المثالي للحزمة الضوئية - شعاع رفيع للغاية من الضوء ينتشر بشكل مستقيم في وسط متناحي الخواص ، بالإضافة إلى مفهوم مصدر إشعاع نقطي يضيء بشكل موحد في جميع الاتجاهات. λ - الطول الموجي للضوء - الحجم المميز

كائن في مسار الموجة. البصريات الهندسية هي الحالة المقيدة لبصريات الموجات ويتم استيفاء مبادئها بشرط استيفاء الشروط التالية:

عالية الدقة<< 1 т. е. геометрическая оптика, строго говоря, применима лишь к бесконечно коротким волнам.

تعتمد البصريات الهندسية أيضًا على مبدأ استقلالية أشعة الضوء: لا تزعج الأشعة بعضها البعض عندما تتحرك. لذلك فإن حركات الأشعة لا تمنع كل منها من التكاثر بشكل مستقل عن بعضها البعض.

بالنسبة للعديد من المشاكل العملية للبصريات ، يمكن للمرء أن يتجاهل الخصائص الموجية للضوء وأن يعتبر انتشار الضوء مستقيماً. في هذه الحالة ، يتم تقليل الصورة إلى مراعاة هندسة مسار أشعة الضوء.

القوانين الأساسية للبصريات الهندسية.

دعونا ندرج القوانين الأساسية للبصريات التي تتبع البيانات التجريبية:

1) التكاثر المستقيم.

2) قانون استقلال أشعة الضوء ، أي شعاعين ، عبور ، لا يتعارض أحدهما مع الآخر بأي شكل من الأشكال. يتوافق هذا القانون بشكل أفضل مع نظرية الموجة ، لأن الجسيمات ، من حيث المبدأ ، يمكن أن تتصادم مع بعضها البعض.

3) قانون التفكير. الشعاع الساقط ، الشعاع المنعكس والعمودي على السطح البيني ، المعاد بناؤه عند نقطة وقوع الشعاع ، يكمن في نفس المستوى ، يسمى مستوى السقوط ؛ زاوية السقوط تساوي الزاوية

خواطر.

4) قانون انكسار الضوء.

قانون الانكسار: الشعاع الساقط ، الشعاع المنكسر والعمودي على السطح البيني ، أعيد بناؤه من نقطة سقوط الشعاع ، يكمن في نفس المستوى - مستوى الوقوع. نسبة الجيب لزاوية السقوط إلى الجيب لزاوية الانعكاس تساوي نسبة سرعة الضوء في كلا الوسطين.

Sin i1 / sin i2 = n2 / n1 = n21

أين هو معامل الانكسار النسبي للوسيط الثاني بالنسبة للوسيط الأول. ن 21

إذا كانت المادة 1 فارغة ، فراغ ، فإن n12 → n2 هو معامل الانكسار المطلق للمادة 2. ويمكن بسهولة إثبات أن n12 = n2 / n1 ، في هذه المساواة على اليسار هو معامل الانكسار النسبي لمادتين ( على سبيل المثال ، 1 عبارة عن هواء ، و 2 زجاج) ، وعلى اليمين نسبة مؤشرات الانكسار المطلقة.

5) قانون انعكاس الضوء (يمكن اشتقاقه من القانون 4). إذا وجهت الضوء في الاتجاه المعاكس ، فإنه يتبع نفس المسار.

من القانون 4) يتبع ذلك إذا كان n2> n1 ، ثم Sin i1> Sin i2. الآن دعونا نحصل على n2< n1 , то есть свет из стекла, например, выходит в воздух, и мы постепенно увеличиваем угол i1.

ثم يمكن فهم أنه عند الوصول إلى قيمة معينة لهذه الزاوية (i1) pr ، يتضح أن الزاوية i2 ستكون مساوية لـ π / 2 (الشعاع 5). ثم Sin i2 = 1 و n1 Sin (i1) pr = n2. لذا الخطيئة

القوى المؤثرة على الموصل.

في المجال الكهربائي ، على سطح الموصل ، أي هنا ، توجد الشحنات الكهربائية ، تعمل قوى معينة من جانب المجال. نظرًا لأن قوة المجال الكهروستاتيكي على سطح الموصل لها مكون طبيعي فقط ، فإن القوة المؤثرة على عنصر من مساحة سطح الموصل تكون عمودية على هذا العنصر من السطح. التعبير عن القوة المدروسة ، المشار إليه بقيمة مساحة عنصر سطح الموصل ، له الشكل:

(1)

أين هو السطح الخارجي الطبيعي لسطح الموصل ، هو كثافة سطح الشحنة الكهربائية على سطح الموصل. بالنسبة للقشرة الكروية الرقيقة المشحونة ، يمكن أن تسبب قوى الشد ضغوطًا في مادة الغلاف تتجاوز القوة المطلقة.

من المثير للاهتمام أن مثل هذه النسب كانت موضوع بحث من قبل كلاسيكيات العلوم مثل بواسون ولابلاس في بداية القرن التاسع عشر. فيما يتعلق (1) ، الحيرة ناتجة عن العامل 2 في المقام. في الواقع ، لماذا يتم الحصول على النتيجة الصحيحة بتقسيم التعبير إلى النصف؟ تأمل حالة معينة (الشكل 1): دع كرة موصلة نصف قطرها تحتوي على شحنة كهربائية على سطحها الجانبي. من السهل حساب كثافة سطح الشحنة الكهربائية: نقدم نظام إحداثيات كروي () ، يُعرّف عنصر السطح الجانبي للكرة على أنه. يمكن حساب شحنة عنصر السطح من الاعتماد:. يتم تحديد الشحنة الكهربائية الكلية لحلقة نصف القطر والعرض بالتعبير :. المسافة من مستوى الحلقة قيد النظر إلى قطب الكرة (السطح الجانبي للكرة) هي ... يُعرف حل مشكلة تحديد مكون متجه لشدة المجال الكهروستاتيكي على محور الحلقة (مبدأ التراكب) عند نقطة المراقبة الواقعة على مسافة من مستوى الحلقة:

دعونا نحسب القيمة الإجمالية لقوة المجال الكهروستاتيكي الناتج عن الشحنات السطحية ، باستثناء الشحنة الأولية في المنطقة المجاورة لقطب الكرة:

تذكر أنه بالقرب من كرة موصلة مشحونة ، تكون قوة المجال الكهروستاتيكي الخارجي

اتضح أن القوة المؤثرة على شحنة عنصر ما على سطح كرة موصلة مشحونة أقل بمرتين من القوة المؤثرة على نفس الشحنة الموجودة بالقرب من السطح الجانبي للكرة ، ولكن خارجها.

القوة الكلية المؤثرة على الموصل هي

(5)

بالإضافة إلى القوة من المجال الإلكتروستاتيكي ، يخضع الموصل لعمل لحظة قوى

(6)

أين متجه نصف قطر عنصر السطح دي اسموصل.

من الناحية العملية ، غالبًا ما يكون أكثر ملاءمة لحساب تأثير قوة المجال الكهروستاتيكي على الموصل عن طريق التفرقة بين الطاقة الكهربائية للنظام W. القوة المؤثرة على الموصل ، وفقًا لتعريف الطاقة الكامنة ، هي

وحجم إسقاط متجه لحظة القوى على بعض المحاور يساوي

أين زاوية دوران الجسم ككل حول المحور المدروس. لاحظ أن الصيغ أعلاه صالحة إذا كانت الطاقة الكهربائية دبليومعبرًا عنها من حيث شحنات الموصلات (مصادر المجال!) ، ويتم حساب المشتقات بقيم ثابتة للشحنات الكهربائية.

قوة الأمبير هي القوة التي يعمل بها المجال المغناطيسي على موصل ، مع وجود تيار في هذا المجال. يمكن تحديد حجم هذه القوة باستخدام قانون أمبير. يحدد هذا القانون القوة الصغيرة بشكل لا نهائي لجزء صغير جدًا من الموصل. هذا يجعل من الممكن تطبيق هذا القانون على الموصلات من مختلف الأشكال.

الفورمولا 1 - قانون أمبير

بتحريض المجال المغناطيسي الذي يقع فيه الموصل مع التيار

أناتيار موصل

دلعنصر متناهي الصغر لطول الموصل الحامل للتيار

ألفاالزاوية بين تحريض المجال المغناطيسي الخارجي واتجاه التيار في الموصل

اتجاه قوة الأمبير وفقًا لقاعدة اليد اليسرى. تبدو صياغة هذه القاعدة هكذا. عندما يتم وضع اليد اليسرى بحيث تدخل خطوط الحث المغناطيسي للحقل الخارجي راحة اليد ، وتشير أربعة أصابع ممدودة إلى اتجاه تدفق التيار في الموصل ، بينما يشير ثني الإبهام بزاوية قائمة إلى الاتجاه من القوة التي تعمل على عنصر الموصل.

الشكل 1 - قاعدة اليد اليسرى

تظهر بعض المشكلات عند استخدام قاعدة اليد اليسرى عندما تكون الزاوية بين تحريض المجال والتيار صغيرة. من الصعب تحديد المكان الذي يجب أن تكون فيه اليد المفتوحة. لذلك ، لتسهيل تطبيق هذه القاعدة ، يمكنك وضع راحة يدك بحيث لا تتضمن متجه الحث المغناطيسي نفسه ، ولكن معامله.

ويترتب على قانون أمبير أن قوة الأمبير ستكون صفراً إذا كانت الزاوية بين خط الحث المغناطيسي للمجال والتيار صفراً. أي أن الموصل سيكون موجودًا على طول هذا الخط. وستكون لقوة الأمبير أقصى قيمة ممكنة لهذا النظام إذا كانت الزاوية 90 درجة. أي أن التيار سيكون عموديًا على خط الحث المغناطيسي.

باستخدام قانون أمبير ، يمكنك إيجاد القوة المؤثرة في نظام مكون من موصلين. تخيل موصلين طويلين بشكل لانهائي متباعدان عن بعضهما البعض. تتدفق التيارات من خلال هذه الموصلات. يمكن تمثيل القوة المؤثرة من جانب المجال الذي أنشأه الموصل بالرقم الحالي واحد على الموصل رقم اثنين على النحو التالي.

الصيغة 2 - القوة الامبيرية لاثنين من الموصلات المتوازية.

القوة المؤثرة من جانب الموصل رقم واحد على الموصل الثاني سيكون لها نفس الشكل. علاوة على ذلك ، إذا كانت التيارات الموجودة في الموصلات تتدفق في اتجاه واحد ، فسيتم جذب الموصل. إذا كان العكس ، فسوف يتنافرون. هناك بعض الالتباس ، لأن التيارات تتدفق في اتجاه واحد ، فكيف يمكن جذبها. بعد كل شيء ، تم دائمًا صد الأعمدة والشحنات التي تحمل الاسم نفسه. أو قرر Ampere عدم تقليد الآخرين وابتكر شيئًا جديدًا.

في الواقع ، لم يخترع Ampere أي شيء ، لأنه إذا فكرت في الأمر ، فإن الحقول التي تم إنشاؤها بواسطة الموصلات المتوازية يتم توجيهها مقابل بعضها البعض. ولماذا ينجذبون ، لم يعد السؤال يطرح نفسه. لتحديد الاتجاه الذي يتم فيه توجيه الحقل الذي تم إنشاؤه بواسطة الموصل ، يمكنك استخدام قاعدة المسمار الصحيحة.

الشكل 2 - الموصلات المتوازية مع التيار

باستخدام الموصلات المتوازية والتعبير عن قوة الأمبير بالنسبة لهم ، يمكنك تحديد وحدة الأمبير الواحد. إذا كانت نفس تيارات الأمبير تتدفق عبر موصلات متوازية طويلة بشكل غير محدود تقع على مسافة متر واحد ، فإن قوى التفاعل بينهما ستكون 2 * 10-7 نيوتن ، لكل متر طول. باستخدام هذه العلاقة ، يمكنك التعبير عما سيكون مساويًا لأمبير واحد.

يصف هذا الفيديو كيف يعمل مجال مغناطيسي دائم تم إنشاؤه بواسطة مغناطيس حدوة حصان على موصل يحمل تيارًا. في هذه الحالة ، يتم لعب دور الموصل مع التيار بواسطة أسطوانة من الألومنيوم. ترتكز هذه الأسطوانة على قضبان نحاسية يتم من خلالها إمدادها بتيار كهربائي. تسمى القوة المؤثرة على موصل بتيار في مجال مغناطيسي بقوة أمبير. يتم تحديد اتجاه عمل قوة الأمبير باستخدام قاعدة اليد اليسرى.

تحدث الفيزيائي الفرنسي دومينيك فرانسوا أراغو (1786-1853) في اجتماع لأكاديمية باريس للعلوم عن تجارب أورستد وكررها. قدم أراغو تفسيرًا طبيعيًا ، كما بدا للجميع ، للعمل المغناطيسي للتيار الكهربائي: يتحول الموصل ، نتيجة لتدفق تيار كهربائي عبره ، إلى مغناطيس. وحضر العرض أكاديمي آخر هو عالم الرياضيات أندريه ماري أمبير. افترض أن جوهر الظاهرة المكتشفة حديثًا يكمن في حركة الشحنة ، وقرر إجراء القياسات اللازمة بنفسه. كان أمبير مقتنعًا بأن التيارات المغلقة تعادل المغناطيس. في 24 سبتمبر 1820 ، قام بتوصيل ملفين من الأسلاك بقطب فولتية تحول إلى مغناطيس.

الذي - التي. ينشئ الملف الحالي نفس المجال مثل مغناطيس الشريط. ابتكر Ampere نموذجًا أوليًا لمغناطيس كهربائي ، واكتشف أن قضيبًا فولاذيًا يوضع داخل دوامة مع تيار ممغنط ، مما يضاعف المجال المغناطيسي. اقترح أمبير أن المغناطيس هو نظام معين للتيارات الداخلية المغلقة وأظهر (على أساس التجارب وعن طريق الحسابات) أن تيارًا دائريًا صغيرًا (حلقة) يعادل مغناطيسًا صغيرًا يقع في مركز الحلقة المتعامدة إلى مستواها ، أي يمكن استبدال أي دائرة بها تيار بمغناطيس بسمك صغير للغاية.

تسمى فرضية أمبير بوجود تيارات مغلقة داخل أي مغناطيس. فرضية التيارات الجزيئية وشكلت أساس نظرية تفاعل التيارات - الديناميكا الكهربائية.

يتأثر الموصل الحامل للتيار في مجال مغناطيسي بقوة تحددها فقط خصائص المجال في المكان الذي يوجد فيه الموصل ، ولا يعتمد على نظام التيارات أو المغناطيس الدائم الذي أنشأ الحقل. المجال المغناطيسي له تأثير موجه على الإطار مع التيار. وبالتالي ، فإن العزم الذي يختبره الإطار هو نتيجة تأثير القوى على عناصره الفردية.

يمكن استخدام قانون أمبير لتحديد معامل ناقل الحث المغناطيسي. معامل ناقل الحث عند نقطة معينة من مجال مغناطيسي منتظم يساوي أعظم قوة تعمل على موصل بطول الوحدة الموضوعة بالقرب من هذه النقطة ، والتي يتدفق خلالها التيار لكل وحدة تيار:. يتم تحقيق القيمة بشرط أن يكون الموصل عموديًا على خطوط الحث.

يستخدم قانون أمبير لتحديد قوة تفاعل التيارين.

بين موصلين متوازيين طويلين بشكل لانهائي ، والتي من خلالها تتدفق التيارات المباشرة ، تنشأ قوة تفاعل. تجذب الموصلات ذات التيارات الموجهة بشكل متساوٍ ، مع صد التيارات الموجهة بشكل معاكس.

قوة التفاعللكل وحدة طول لكل من الموصلات المتوازية يتناسب مع مقادير التيارات ويتناسب عكسيا مع المسافة بين صبينهم. يتم تفسير هذا التفاعل بين الموصلات مع التيارات المتوازية بقاعدة اليد اليسرى. معامل القوة الذي يؤثر على تيارات مستقيمة لا نهائية والمسافة بينهما ص.