Правила левой руки для силы ампера – Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Правило буравчика. Закон Ампера и сила Ампера. Сила Лоренца. Правило левой руки. Электромагнитная индукция, магнитный поток, правило Ленца, закон электромагнитной индукции, самоиндукция, энергия магнитного поля

3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина

Видеоурок 1: Правило левой руки. сила Ампера

Видеоурок 2: Задачи на закон Ампера

Лекция: Сила Ампера, её направление и величина

Существенным отличием от электрического поля, где сила взаимодействия зависит только от величины заряда и расстояния между ними, является то, что в магнитном поле существует ряд факторов, а также несколько сил, которые действуют на проводник с током и частицы в магнитном поле.

Одной из таких сил является сила Ампера. Данная сила действует на любой проводник, по которому бежит ток. Вокруг всех частиц, которые имеют направленное движение, действуют силы, в результате чего на весь проводник действует некоторая сила.

Для определения направления данной силы используют правило левой руки:

Положите проводник мысленно на левую руку так, чтобы направление тока, который по нему бежит, совпадало с направлением четырех пальцев. Линии магнитного поля должны мысленно входить вовнутрь ладони. В таком случае направление силы Ампера совпадет с большим пальцем.

Для определения величины силы Ампера следует воспользоваться следующей формулой:


 

Можно сделать вывод, что сила зависит не только от величины магнитной индукции и тока, но и от размеров и расположения проводника относительно линий магнитного поля.

Пара проводников с током

Следует отметить, что проводники, по которым бежит ток, выполняют роль магнитов. Поэтому логично будет предположить, что два таких проводника будут некоторым образом взаимодействовать:

Если ток по проводникам бежит в одном направлении, то проводники притягиваются, если в разных, то отталкиваются.

Стоит отметить, что если взять проводник в форме рамки, то силы, которые будут направлены противоположно друг к другу, заставят рамку вращаться.


cknow.ru

В чем отличия правила левой руки для силы Лоренца от правила левой руки для силы ампера

Ничем, собственно. Сила Ампера – результат сложения множества сил Лоренца, действующих на носители заряда в проводнике, помещенном во внешнее магнитное поле. Нужно заменить I*L на q*v, т. е. пальцы левой руки нужно располагать по направлению движения заряда (положительного) или противоположно направлению движения заряда (отрицательного). Все остальное не изменяется. Кстати, AFAIR, в англоязычной литературе нет разделения на силу Лоренца и силу Ампера, там и то, и другое называется силой Лоренца.

ЛУЧШИЙ ОТВЕТ Светлана Кутузова 8 лет назад Мастер (1734) Сила Ампера определяет действие на участок проводника с током, помещённый в магнитное поле, а сила Лоренца определяет действие этого поля на попавшую в него заряженную частицу. Да, от формулы для силы Ампера переходят путём простых действий к формуле для силы Лоренца. Обе силы определяются по правилу левой руки. Обе силы широко применяются в технике. 3 Нравится Пожаловаться 2 ОТВЕТА Вектор 8 лет назад Гуру (3059) Лоренц родился в Альтенберге, а Ампер с Лиона. Удачи! 1 Нравится Пожаловаться

Возьми мягкий провод, состоящий, как и положено, из отдельных проводников, свитых между собой. Посмотри на него с одного торца и определи, по часой ли стрелке намотка у него? А теперь на другом торце обнаружь, что там намотка точно в противоположном направлении. Разница право-лево очень часто встречается в химии и физике. В твоём примере она идёт из-за противодействия одного процесса другому — в одном случае надо затрачивать работу, а в другом она совершается. В этом и состоит противоположность процессов.

Сила Ампера: это сила, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле. Сила Лоренца: это сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Удачи.

Поток катеонов стабильный

Сила Ампера определяет действие на участок проводника с током, помещённый в магнитное поле, а сила Лоренца определяет действие этого поля на попавшую в него заряженную частицу. Да, от формулы для силы Ампера переходят путём простых действий к формуле для силы Лоренца. Обе силы определяются по правилу левой руки. Обе силы широко применяются в технике.

touch.otvet.mail.ru

Билет 11

Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Правило левой руки. Магнитная индукция.

В магнитном поле на проводник с током действует сила, которая называется сила Ампера.

Сила Ампера зависит от ориентации проводника в магнитном поле и модуль её равен

FA=B I l sin

где I- сила тока в проводнике, l- длина проводника, В – модуль векторной физической величины, являющейся силовой характеристикой магнитного поля и называемой магнитной индукцией,  – угол между проводником и вектором магнитной индукции.

За направление вектора магнитной индукции в данной точке пространства принимается направление, указываемое северным полюсом магнитной стрелки.

Модуль магнитной индукции

равен отношению максимальной силы, действующей на проводник с током единичной длины, к силе тока

Единица измерения магнитной индукции – 1 тесла.

Направление силы Ампера можно определить поправилу левой руки.

Если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали бы направление тока, то отогнутый на 90о большой палец укажет направление силы Ампера.

Действие силы Ампера используется в электрических двигателях, преобразующих электрическую энергию в механическую.

Если рамку с током поместить в магнитное поле, то на каждую из сторон рамки будет действовать сила Ампера. В результате действия силы Ампера на четыре стороны рамки, в общем случае, она будет деформироваться и поворачиваться.

Если рамка выполнена из жёсткого материала, то деформация незначительна.

Поворот рамки объясняется возникновением момента сил. Момент сил будет максимальным, если вектор магнитной индукции лежит в плоскости рамки, и момент сил равен нулю, если вектор магнитной индукции перпендикулярен рамке.

Билет 10

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Правило левой руки. Движение заряженной частицы в магнитном поле.

В магнитном поле на движущуюся заряженную частицу действует сила, которая называется силой Лоренца.

Модуль силы Лоренца равен

FЛ=q v B sin

где q – заряд частицы, v – скорость частицы, В – модуль магнитной индукции,  – угол между векторами скорости и магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки.

Если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к скорости частицы составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали бы направление движения положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90о большой палец укажет направление силы Лоренца.

Направление силы Лоренца, действующей на отрицательную частицу, будет противоположным.

Так как сила Лоренца перпендикулярна вектору скорости, то она изменить скорость по модулю не может, она изменяет скорость только по направлению.

Сила Лоренца является в данном случае центростремительной силой. Поэтому можно записать

г

деm – масса частицы, v – скорость частицы, R – радиус окружности, по которой движется заряженная частица в магнитном поле.

Если вектор скорости частицы перпендикулярен вектору магнитной индукции, т.е. sin=1, то

частица движется по окружности, радиус которой

Период, с которым обращается частица по окружности,

Если вектор скорости частицы направлен к вектору магнитной индукции под некоторым углом, то частица движется по спирали с тем же периодом.

Радиус спирали

Ш

аг спирали

studfiles.net

Формула силы Ампера

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сила Ампера – сила, действующая на проводник тока, находящийся в магнитном поле и равная произведению силы тока в проводнике, модуля вектора индукции магнитного поля, длины проводника и синуса угла между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.

   

Здесь – сила Ампера, – сила тока в проводнике, – модуль вектора индукции магнитного поля, – длина участка проводника, на который воздействует магнитное поле, – угол между вектором индукции магнитного поля и направления тока.

Единица измерения силы – Н (ньютон).

Сила Ампера — векторная величина. Сила Ампера принимает своё наибольшее значение когда векторы индукции и направления тока перпендикулярны ().

Направление силы ампера определяют по правилу левой руки:

Если вектор магнитной индукции входит в ладонь левой руки и четыре пальца вытянуты в сторону направления вектора движения тока, тогда отогнутый в сторону большой палец показывает направление силы Ампера.

Исторически электрическим током принято считать движение положительного заряда, то есть направление сила тока – от плюса к минусу.

Примеры решения задач по теме «Сила Ампера»

ПРИМЕР 1
Задание Найти силу Ампера, действующую на прямой проводник длиной 3 м, по которому проходит ток силой 7 А. Вектор магнитной индукции составляет угол с проводником, его абсолютное значение – 2 Тл.
Решение Электрический ток течёт по проводнику, значит направлен он также, как расположен проводник. Следовательно, угол между вектором магнитной индукции и проводником равен углу между ним и вектором движения тока. Остаётся только подставить значения в формулу:

   

Ответ Сила ампера равна 21 ньютон.
ПРИМЕР 2
Задание На рисунке изображены два параллельно расположенных проводника, указаны направления сил тока и вектора магнитной индукции. В ответе указать, каким образом будет действовать на них сила Ампера (сближать проводники, отталкивать или действовать как-то иначе). Как изменится ситуация, если направить вектор магнитной индукции параллельно проводникам?
Решение Определим направление силы Ампера по правилу левой руки. Очевидно, если расположить левую руку так, чтобы вектор входил в ладонь, а пальцы направить по линии движения тока в первом случае (вертикально вверх), то отогнутый большой палец будет направлен от наблюдателя. Также будет направлена и сила Ампера. Во втором проводнике ток направлен вертикально вниз, а сила Ампера – на наблюдателя. Оказалось, что под действием силы Ампера первый проводник отталкивается от наблюдателя, а второй притягивается к нему.

Пусть вектор сонаправлен движению тока в первом проводнике, тогда

  и  

При вычислении силы Ампера нас интересуют не сами углы, а их синусы:

  и  

Сила Ампера в обоих проводниках равна нулю.

Ответ Если вектор магнитной индукции направлен так, как показано на рисунке, то сила Ампера в первом проводнике будут направлена на наблюдателя, во втором – от него. Если вектор магнитной индукции направить параллельно проводникам, то сила Ампера возникать не будет.
Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Сила Ампера. Вывод через силу Лоренца. Электрический ток. Магнитная индукция. Формула

Мы уже ввели логику того, что на движущийся в магнитном поле заряд действует сила. И опять нами была введена эта сила — сила Лоренца. Но сила Лоренца — сила, действующая на единичный заряд (т.е. одинокое тело), а если таких тел много? Например, если в магнитное поле помещён проводник с током. Ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, тогда, если поместить проводник с током в магнитное поле, на каждый из зарядов будет действовать сила Лоренца (рис. 1).

Рис. 1. Суммарная сила Лоренца

Если просуммировать все эти силы, мы получим общую силу, действующую на проводник с током. Назовём эту силу — силой Ампера. Ток в проводнике организуется электронами (одинаковыми зарядами), и будем считать, что скорость продольного движения у них всех одинакова. Тогда суммарную силу Лоренца запишем как:

(1)

Вспомним определение силы тока:

(2)
  • где
    • — время прохождения заряда.

Подставим (2) в (1):

(3)

Пусть длина проводника — 

, считая, что электроны движутся равномерно, то , тогда:

(4)

Сила (4) и является силой Ампера. Для определения направления силы Ампера пользуются правилом левой руки для силы Ампера: ориентируем левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре пальца по току, тогда противопоставленный палец показывает направление силы Ампера.

В ряде задач не лишним будет использование соотношение для момента силы Ампера. Такие задачи чаще всего связаны с контуром (замкнутой кривой), помещённой в магнитное поле. Моментом сил называется произведение силы на плечо силы, тогда:

(5)

Вывод: в задачах сила Ампера вводится в очень ограниченной системе. Проводник с током должен быть помещён в магнитное поле. Только тогда и возникает эта сила (4). Ещё использование сопряжено со втором законом Ньютона и дальнейшими кинематическими характеристиками движения.

Поделиться ссылкой:

www.abitur.by

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *