Die Wirkung eines Magnetfeldes auf einen stromdurchflossenen Leiter

Wenn wir versuchen, zwei identische permanente Ringmagnete mit entgegengesetzten Polen zusammenzufügen, werden sie sich irgendwann, wenn sie sich nähern, immer mehr zueinander hinziehen.

Und wenn man versucht, die gleichen Magnete näher zusammenzubringen, aber mit den gleichnamigen Polen, dann werden sie ab einem gewissen Abstand diese Konvergenz zunehmend behindern, sie werden versuchen, sich seitlich auszubreiten, als ob sie sich gegenseitig abstoßen würden.

Dies bedeutet, dass sich in der Nähe der Magnete eine immaterielle Materie befindet, die diese Eigenschaften aufweist und eine mechanische Wirkung auf die Magnete ausübt. Die Stärke dieser Wirkung ist in unterschiedlichen Abständen von den Magneten nicht gleich. Je näher sie ist, desto stärker ist sie .Diese immaterielle Materie heißt Magnetfeld.

Die Wissenschaft weiß seit langem, dass die Quelle eines Magnetfelds ein elektrischer Strom ist. In Permanentmagneten befinden sich diese Mikroströme im Inneren von Molekülen und Atomen, aber es gibt viele, viele solcher Ströme, und das gesamte Magnetfeld ist das Magnetfeld Dauermagnet.

Wenn wir einen separaten stromdurchflossenen Draht nehmen, dann hat dieser auch ein Magnetfeld.Und dieses Magnetfeld kann auf die gleiche Weise mit anderen Magnetfeldern interagieren. Das heißt, ein stromdurchflossener Leiter interagiert mit einem äußeren Magnetfeld.

Das Gesetz der Wechselwirkung eines Leiters mit einem Strom und einem Magnetfeld wurde von einem französischen Physiker aufgestellt Andre-Marie Ampere in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts.

Ampere hat experimentell gezeigt, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld eine Kraft einwirkt, deren Richtung und Größe von der Größe und der relativen Position des Stroms sowie dem magnetischen Induktionsvektor des Magnetfelds, in dem sich der Stromleiter befindet, abhängt. Diese Kraft heißt heute Amperestärke… Hier ist seine Formel:

Hier:

a ist der Winkel zwischen der Stromrichtung und dem magnetischen Induktionsvektor;

B – magnetische Induktion des äußeren Magnetfeldes am Ort des stromdurchflossenen Leiters;

I ist die Stromstärke im Draht;

l ist die aktive Länge des stromführenden Drahtes.

Die Größe der Kraft, die auf der Seite des Magnetfelds auf den stromdurchflossenen Leiter wirkt, ist numerisch gleich dem Produkt aus dem Modul der magnetischen Induktion der Länge des im Magnetfeld platzierten Leiterelements und der Größe des Stroms im Leiter und ist auch proportional zum Sinus des Winkels zwischen der Richtung des Stroms und der Richtung des magnetischen Induktionsvektors.

Die Richtung der Ampere-Kraft wird nach der Linke-Hand-Regel bestimmt: Wenn die linke Hand so positioniert ist, dass die senkrechte Komponente des magnetischen Induktionsvektors B in die Handfläche eintritt und vier ausgestreckte Finger in Richtung des Stroms gerichtet sind, dann Der um 90 Grad gebogene Daumen zeigt die Richtung der Kraft an, die auf ein stromführendes Kabelstück wirkt, also die Richtung der Ampere-Kraft.

Da das Magnetfeld dem Prinzip der Überlagerung von Feldern folgt, addieren sich im Raum um den Leiter herum das Magnetfeld des stromdurchflossenen Leiters und das Magnetfeld, in dem sich dieser Leiter befindet.

Dadurch sieht das Bild der Wechselwirkung des Stroms mit dem Magnetfeld so aus, als würde der Draht von der Region, in der das Magnetfeld stärker konzentriert ist, in die Region verschoben, in der das Magnetfeld weniger konzentriert ist.

Man kann sich den Bereich, in dem das Magnetfeld stärker ist, als mit eng gedehnten Filamenten gefüllt vorstellen, die dazu neigen, den Leiter in die Richtung zu drücken, in der die Filamente schwächer sind.