Дејство магнетног поља на проводник са струјом
Ако покушамо да спојимо два идентична трајна прстенаста магнета заједно са супротним половима, онда ће у неком тренутку када се приближе, почети да се све више привлаче један према другом.
А ако покушате да приближите исте магнете, али са истоименим половима, онда ће на одређеној удаљености они све више ометати ову конвергенцију, покушаће да се шире на стране, као да се одбијају.
То значи да се у близини магнета налази нека нематеријална материја која испољава ова својства, врши механички ефекат на магнете, а јачина овог ефекта није иста на различитим растојањима од магнета, што је ближе, то је јачи. .Ова нематеријална материја се зове магнетно поље.
Науци је одавно познато да је извор магнетног поља електрична струја. У трајним магнетима, ове микрострује су унутар молекула и атома, али има много, много таквих струја, а укупно магнетно поље је магнетно поље трајни магнет.
Ако узмемо посебну жицу која носи струју, онда и она има магнетно поље.И ово магнетно поље је у стању да реагује са другим магнетним пољима на исти начин. То јест, проводник који носи струју ступа у интеракцију са спољним магнетним пољем.
Закон о интеракцији проводника са струјом и магнетним пољем установио је француски физичар Андре-Мари Ампер у првој половини 19. века.
Ампер је експериментално показао да на проводник са струјом у магнетном пољу делује сила чији правац и величина зависе од величине и релативног положаја струје и вектора магнетне индукције магнетног поља у коме се налази струјни проводник. Ова сила се зове данас Амперска снага… Ево његове формуле:
овде:
а је угао између смера струје и вектора магнетне индукције;
Б — магнетна индукција спољашњег магнетног поља на месту проводника са струјом;
И је количина струје у жици;
л је активна дужина жице која води струју.
Величина силе која делује на страни магнетног поља на проводник са струјом нумерички је једнака производу модула магнетне индукције дужине проводничког елемента постављеног у магнетно поље и јачине струје. у проводнику, а такође је пропорционална синусу угла између правца струје и правца вектора магнетне индукције.
Правац Амперове силе одређује се по правилу леве руке: ако је лева рука постављена тако да окомита компонента вектора магнетне индукције Б улази у длан, а четири испружена прста су усмерена у правцу струје, онда палац, савијен под углом од 90 степени, показаће правац силе која делује на сегмент жице која носи струју, односно смер амперове силе.
Пошто се магнетно поље повинује принципу суперпозиције поља, магнетно поље проводника са струјом и магнетно поље у коме се тај проводник сабирају у простору око проводника.
Као резултат, слика интеракције струје са магнетним пољем изгледа као да је жица гурнута из региона где је магнетно поље више концентрисано у регион где је магнетно поље мање концентрисано.
Подручје где је магнетно поље јаче може се замислити као испуњено чврсто затегнутим филаментима, који теже да гурају проводник у правцу где су филаменти слабији.