-->
|
|
|
Ãëàâà 2. Âçàèìîñâÿçü ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé § 14. Äåéñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà äâèæóùèåñÿ çàðÿäûÑèëà Àìïåðà1. Çíàÿ çíà÷åíèå íàïðÿæ¸ííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, ìîæíî ðàññ÷èòûâàòü ñèëó, äåéñòâóþùóþ íà ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä â äàííîé òî÷êå ïîëÿ. Àíàëîãè÷íî ïî çíà÷åíèþ ìàãíèòíîé èíäóêöèè ìîæíî ñóäèòü î ñèëå, ñ êîòîðîé ìàãíèòíîå ïîëå äåéñòâóåò â äàííîé òî÷êå íà ïðîâîäíèê ñ òîêîì.  1820 ã. Àìïåð èçìåðèë ñèëó, ñ êîòîðîé ìàãíèòíîå ïîëå äåéñòâóåò íà ïîìåù¸ííûé â íåãî ïðÿìîé ïðîâîäíèê. Íàáëþäàòü äåéñòâèå òàêîé ñèëû ìîæíî ñ ïîìîùüþ óñòàíîâêè, èçîáðàæ¸ííîé íà ðèñóíêå 47.  ðåçóëüòàòå ïðîâåä¸ííûõ ýêñïåðèìåíòîâ Àìïåðó óäàëîñü âûÿñíèòü, ÷òî ñèëà çàâèñèò îò äëèíû àêòèâíîé ÷àñòè ïðîâîäíèêà, ñèëû òîêà â í¸ì è èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ: FA = IlB. Ôîðìóëà äëÿ ñèëû Àìïåðà â ïðèâåä¸ííîì âèäå ñïðàâåäëèâà äëÿ ñëó÷àÿ, êîãäà âåêòîð ìàãíèòíîé èíäóêöèè ïåðïåíäèêóëÿðåí ïðîâîäíèêó. Ïðè ýòîì ñèëà èìååò íàèáîëüøåå çíà÷åíèå. Åñëè âåêòîð ìàãíèòíîé èíäóêöèè ñîñòàâëÿåò óãîë à ñ íàïðàâëåíèåì òîêà â ïðîâîäíèêå, òî ñèëó Àìïåðà ìîæíî ðàññ÷èòàòü ïî ôîðìóëå
Ýòî âûðàæåíèå íàçûâàþò çàêîíîì Àìïåðà. Íàïðàâëåíèå ñèëû Àìïåðà îïðåäåëÿåòñÿ
Ñèëà Ëîðåíöà2. Ïîñêîëüêó ýëåêòðè÷åñêèé òîê ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óïîðÿäî÷åííîå äâèæåíèå çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, òî, èñïîëüçóÿ çàêîí Àìïåðà, ìîæíî ïîëó÷èòü âûðàæåíèå äëÿ ðàñ÷¸òà ñèëû, ñ êîòîðîé ìàãíèòíîå ïîëå äåéñòâóåò íà äâèæóùóþñÿ â í¸ì çàðÿæåííóþ ÷àñòèöó. Ýòó ñèëó íàçûâàþò ñèëîé Ëîðåíöà. Êàê áûëî ïîêàçàíî, ñèëà òîêà â ïðîâîäíèêå ðàâíà ïðîèçâåäåíèþ çàðÿäà ÷àñòèö q, îáðàçóþùèõ òîê, êîíöåíòðàöèè ýòèõ ÷àñòèö n, ñêîðîñòè èõ óïîðÿäî÷åííîãî äâèæåíèÿ υ è ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïðîâîäíèêà S: I = qnυS. Ïîäñòàâèì ýòî âûðàæåíèå â çàêîí Àìïåðà: F = qnυSlBsin α, ãäå α — óãîë ìåæäó âåêòîðîì ìàãíèòíîé èíäóêöèè è âåêòîðîì ñêîðîñòè ÷àñòèöû. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ÷èñëî ÷àñòèö N = nSl, ïîëó÷àåì âûðàæåíèå äëÿ ñèëû, äåéñòâóþùåé íà N äâèæóùèõñÿ ÷àñòèö: F = NqυBsin α. Ðàçäåëèâ îáå ÷àñòè ýòîãî âûðàæåíèÿ íà ÷èñëî ÷àñòèö À, ïîëó÷àåì ôîðìóëó äëÿ ðàñ÷¸òà ñèëû Ëîðåíöà: FË = qυBsin α.
|
|
|