Формула Ампера - одне з основних рівнянь електромагнетизму, яке дозволяє визначити магнітне поле навколо провідника з постійним струмом. Вивчення цієї формули дозволяє зрозуміти безліч цікавих явищ і закономірностей, пов'язаних з електричними і магнітними полями.
За допомогою формули Ампера можна визначити силу магнітного поля в разі, коли струм в провіднику не є прямолінійним. Саме ця формула дозволяє пояснити, чому провідник зі струмом створює навколо себе магнітне поле і як це поле залежить від різних параметрів, таких як радіус провідника і величина струму.
Також формула Ампера корисна при розрахунку полів всередині різних пристроїв і систем, таких як соленоїди, трансформатори і електромагніти. Вона дозволяє визначити магнітне поле, створюване такими пристроями, що особливо важливо при проектуванні і вивченні їх властивостей і можливостей.
Визначення магнітного поля: формула Ампера
Формула Ампера, що отримала свою назву на честь французького фізика Андре-Марі Ампера, дозволяє визначити магнітне поле, створюване струмом, використовуючи закон Біо-Савара-Лапласа і поняття інтеграла.
Формула Ампера виражає залежність магнітного поля від струму, що проходить через провідник, і заснована на експериментальних спостереженнях. Вона має вигляд:
| ∮B * dl = μ₀ * Ienc |
- ∮B * dl - це Інтеграл замкнутого циклу від магнітного поля B, помноженого на елемент довжини провідника dl;
- μ₀ (МЮ нуль) - це магнітна постійна, що має значення приблизно 4Π * 10 -7 Гн / м;
- Ienc - це силовий струм, що пронизує замкнутий контур.
Використовуючи формулу Ампера, можна визначити магнітне поле навколо провідника з відомим струмом, а також навколо соленоїда або котушки з безліччю витків. Вона широко застосовується у фізиці та інженерії для вирішення завдань, пов'язаних з електромагнетизмом.
Визначення напрямку магнітного поля
За допомогою формули Ампера можна визначити напрямок магнітного поля, створюваного провідником зі струмом.
Розглянемо провідник, через який протікає електричний струм. Правило лівої руки встановлює наступне співвідношення: якщо помістити ліву руку так, щоб великий палець вказував в напрямку струму, то інші пальці зігнуться в напрямку магнітних силових ліній. Тобто, пальці утворюють замкнуту криву навколо провідника, яка вказує напрямок магнітного поля.
Напрямок магнітного поля можна також визначити за допомогою позначеної векторної величини B (вектор магнітної індукції). Згідно з правилом лівої руки, якщо скласти великий палець, який вказує напрямок струму, і інші пальці, що вказують напрямок силових магнітних ліній, то вказівний палець буде вказувати вектор магнітної індукції магнітного поля, створюваного провідником зі струмом.
Таким чином, за допомогою формули Ампера і правила лівої руки можна визначити напрямок магнітного поля, створюваного провідником зі струмом, і вектор магнітної індукції.
Розрахунок магнітної індукції в окружності
За допомогою формули Ампера можна визначити магнітну індукцію в колі, грунтуючись на значенні струму і радіусі кола. Формула Ампера, в основі якої лежить закон Біо-Савара-Лапласа, дозволяє обчислити магнітне поле, створюване провідником зі струмом. Для розрахунку магнітної індукції в колі скористаємося наступною формулою:
| Формула: | B = (μ₀ * I) / (2 * π * R) |
| Позначення: | |
| I | - струм, що протікає через окружність |
| R | - радіус кола |
| μ₀ | - магнітна постійна (μ ≈ ≈ 4π * 10 - ⁷ ⁻ |
| B | - магнітна індукція в окружності |
Розрахунок магнітної індукції в колі за допомогою формули Ампера дозволяє визначити величину магнітного поля, створюваного колом зі струмом. Знаючи значення струму і радіуса кола, можна обчислити магнітну індукцію, що має важливе практичне значення в різних областях фізики і техніки.
Визначення сили магнітного поля навколо провідника
Сила магнітного поля навколо провідника може бути визначена за допомогою формули Ампера. Дана формула дозволяє обчислити інтенсивність магнітного поля, яке виникає при проходженні електричного струму через провідник.
Формула Ампера має вигляд:
B = (μ₀ * I) / (2 * π * r)
- B - інтенсивність магнітного поля
- μ₀ - магнітна постійна (4π * 10 - ⁷ Тл / Ам)
- I - сила струму, що проходить через провідник (А)
- r - відстань від провідника до точки спостереження (м)
З формули видно, що інтенсивність магнітного поля прямо пропорційна силі струму і обернено пропорційна відстані від провідника. Чим більше сила струму і чим ближче точка спостереження до провідника, тим сильніше магнітне поле.