電流が流れる導体に対する磁場の作用

2 つの同一の永久リング磁石を反対極に配置しようとすると、ある時点でそれらが近づくと、それらはますます互いに引き付け始めます。

そして、同じ名前の極を持った同じ磁石を近づけようとすると、一定の距離を置くと、磁石はこの収束をますます妨げ、あたかも互いに反発し合うかのように、側面に広がろうとします。

これは、磁石の近くに、これらの特性を示し、磁石に機械的効果を及ぼす非物質的な物質が存在し、この効果の強さは磁石からの距離が異なると同じではなく、近づくほど強くなるということを意味します。 .この無形の物質はと呼ばれます 磁場.

科学では磁場の発生源が電流であることは長い間知られていました。永久磁石では、これらの微小電流は分子や原子の内部にありますが、そのような電流は非常に多く存在し、全体の磁場が磁場になります。 永久磁石.

電流が流れる別のワイヤを使用すると、それにも磁場が発生します。そして、この磁場は他の磁場と同様に相互作用することができます。つまり、電流が流れる導体は外部磁場と相互作用します。

導体と電流および磁場の相互作用の法則はフランスの物理学者によって確立されました アンドレ・マリー・アンペール 19世紀前半。

アンペールは、磁場中の電流が流れる導体が力の影響を受けることを実験的に示しました。その方向と大きさは、電流の大きさと相対位置、および電流導体が存在する磁場の磁気誘導ベクトルに依存します。この力を今日はこう呼ぶ アンペア強度…彼の公式は次のとおりです。

ここ：

a は電流の方向と磁気誘導ベクトルの間の角度です。

B — 通電導体の位置における外部磁場の磁気誘導。

I はワイヤ内の電流量です。

l は通電ワイヤの有効長です。

通電導体の磁界側に作用する力の大きさは、数値的には、磁界内に置かれた導体要素の長さの磁気誘導係数と電流の大きさの積に等しくなります。また、電流の方向と磁気誘導ベクトルの方向の間の角度の正弦にも比例します。

アンペールの力の方向は左手の法則に従って決まります。磁気誘導ベクトル B の垂直成分が手のひらに入るように左手を置き、伸ばした 4 本の指を電流の方向に向けると、 90度に曲がった親指は、電流が流れるワイヤのセグメントに作用する力の方向、つまりアンペア力の方向を示します。

磁場は磁場の重ね合わせの原理に従うため、電流が流れる導体の磁場とその導体が位置する磁場が導体の周囲の空間で加算されます。

その結果、電流と磁界の相互作用の図は、磁界がより集中している領域から磁界がそれほど集中していない領域にワイヤが押し出されているかのように見えます。

磁場がより強い領域は、きつく引き伸ばされたフィラメントで満たされていると想像でき、フィラメントが弱い方向に導体を押す傾向があります。