Сила Ампера

Если проводник с током поместить в магнитное поле, на каждый из носителей заряда действует сила Лоренца

или ,

где е – заряд носителей,

- скорость их упорядоченного движения,

- вектор магнитной индукции,

От носителей тока действие этой силы передается проводнику, по которому они перемещаются. В результате на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила.

В проводнике длиной и поперечным сечением S одновременно движется число носителей , где n – концентрация носителей. На все носители заряда действует сила

. (30)

Выразим силу через силу тока I. Согласно электронной теории проводимости плотность тока j равна ,

а сила тока I по определению равна . (31)

Подставляя в (30), получаем . (32)

Эта формула определяет величину силы, действующей на элемент тока в магнитном поле. Соотношение (32) было установлено экспериментально Ампером и носит название закона Ампера.

Закон Ампера (32) можно переписать и в векторной форме

, (33)

где направление вектора совпадает с направлением тока в проводнике.

Согласно формуле (33) направление силы перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы и (рисунок 18). Для определения направления силы используется правило правого винта. Из закона Ампера ясен смысл вектора магнитной индукции . Если проводник с током I расположить перпендикулярно линиям магнитной индукции , то .

Положим I = 1 А и м, тогда вектор численно равен силе, действующей на единичный ток, протекающий по единичному проводнику перпендикулярно полю. Вектор - силовая характеристика магнитного поля – подобно напряженности электрического поля . Но существенное различие состоит в том, что вектор параллелен силе, действующей на заряды, а вектор перпендикулярен силе, действующей на ток. Последнее означает, что магнитное поле не является центральным.