Aksi medan magnet pada konduktor pembawa arus

Jika kita mencoba menyatukan dua magnet cincin permanen yang identik dengan kutub yang berlawanan, maka pada titik tertentu ketika mereka semakin dekat, mereka akan mulai menarik lebih banyak satu sama lain.

Dan jika Anda mencoba mendekatkan magnet yang sama, tetapi dengan kutub dengan nama yang sama, maka pada jarak tertentu mereka akan semakin menghalangi konvergensi ini, mereka akan mencoba menyebar ke samping, seolah-olah saling tolak.

Ini berarti bahwa di dekat magnet terdapat beberapa materi immaterial yang menunjukkan sifat-sifat ini, memberikan efek mekanis pada magnet, dan kekuatan efek ini tidak sama pada jarak yang berbeda dari magnet, semakin dekat semakin kuat. .Materi tak berwujud ini disebut Medan gaya.

Sains telah lama mengetahui bahwa sumber medan magnet adalah arus listrik. Dalam magnet permanen, arus mikro ini berada di dalam molekul dan atom, tetapi ada banyak sekali arus seperti itu, dan total medan magnet adalah medan magnet. magnet permanen.

Jika kita mengambil kabel pembawa arus yang terpisah, maka itu juga memiliki medan magnet.Dan medan magnet ini mampu berinteraksi dengan medan magnet lainnya dengan cara yang sama. Artinya, konduktor pembawa arus berinteraksi dengan medan magnet luar.

Hukum interaksi konduktor dengan arus dan medan magnet ditetapkan oleh fisikawan Prancis Andre-Marie Ampere pada paruh pertama abad ke-19.

Ampere secara eksperimental menunjukkan bahwa konduktor pembawa arus dalam medan magnet dipengaruhi oleh gaya yang arah dan besarnya bergantung pada besaran dan posisi relatif arus dan vektor induksi magnetik dari medan magnet di mana konduktor arus berada. Kekuatan ini disebut hari ini Kekuatan ampere… Ini rumusnya:

Di Sini:

a adalah sudut antara arah arus dan vektor induksi magnetik;

B — induksi magnetik dari medan magnet eksternal di lokasi konduktor pembawa arus;

I adalah jumlah arus dalam kawat;

l adalah panjang aktif dari kawat pembawa arus.

Besarnya gaya yang bekerja pada sisi medan magnet pada konduktor pembawa arus secara numerik sama dengan produk modulus induksi magnetik dari panjang elemen konduktor yang ditempatkan di medan magnet dan besarnya arus dalam konduktor, dan juga sebanding dengan sinus sudut antara arah arus dan arah vektor induksi magnetik.

Arah gaya Ampere ditentukan menurut aturan tangan kiri: jika tangan kiri diposisikan sedemikian rupa sehingga komponen tegak lurus dari vektor induksi magnet B memasuki telapak tangan, dan empat jari yang terulur diarahkan ke arah arus, maka ibu jari, ditekuk 90 derajat, akan menunjukkan arah gaya yang bekerja pada segmen kawat pembawa arus, yaitu arah gaya Ampere.

Karena medan magnet mematuhi prinsip superposisi medan, medan magnet dari konduktor pembawa arus dan medan magnet di mana konduktor itu berada bertambah dalam ruang di sekitar konduktor.

Akibatnya, gambaran interaksi arus dengan medan magnet tampak seolah-olah kawat terdorong dari daerah yang medan magnetnya lebih pekat ke daerah yang medan magnetnya kurang pekat.

Daerah di mana medan magnet lebih kuat dapat dibayangkan diisi dengan filamen yang diregangkan rapat, yang cenderung mendorong konduktor ke arah di mana filamen lebih lemah.