 | Ампера закон взаимодействия постоянных токов |  |
Сила взаимодействия между элементами токов, пропорциональная токам и длине элементов, обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними и, зависящая от их взаимного расположения
Анимация Описание В 1820 г. Ампер открыл взаимодействие токов - притяжение или отталкивание параллельных токов. Это позволило поставить задачу исследования: свести все магнитные взаимодействия к взаимодействию элементов тока и найти закон их взаимодействия как фундаментальный закон, играющий в магнетизме роль, аналогичную закону Кулона в электричестве. Используемая в настоящее время формула для взаимодействия элементов тока была получена в 1844 г. Грассманом (1809-1877 гг.) и имеет вид:  , (в "СИ") (1)
 , (в гауссовой системе)
где dF12 - сила, с которой элемент тока I1dI1 действует на элемент тока I2dI2; r12 - радиус-вектор, проведенный от элемента I1dI1 к элементу тока I2dI2; c=3Ч108 м/с - скорость света. Взаимодействие элементов тока 
Рис. 1 Сила dF12, с которой элемент тока I2dI2 действует на элемент тока I1dI1, имеет вид:  . (в "СИ") (2)
Силы dF12 и dF21, вообще говоря, не коллинеарны друг другу, следовательно, взаимодействие элементов тока не удовлетворяет третьему закону Ньютона: dF12+dF21№0. Закон (1) имеет вспомогательный смысл, приводя к правильным, подтвержденным на опыте значениям силы только после интегрирования (1) по замкнутым контурам L1 и L2. Сила, с которой ток I1, текущий по замкнутому контуру L1, действует на замкнутый контур L2 с током I2, равна:  . (в "СИ") (3)
Аналогичный вид имеет сила dF21. Для сил взаимодействия замкнутых контуров с током третий закон Ньютона выполняется: dF12+dF21=0 В полной аналогии с электростатикой взаимодействие элементов тока представляется так: элемент тока I1dI1 в точке нахождения элемента тока I2dI2 создает магнитное поле, взаимодействие с которым элемента тока I2dI2 приводит к возникновению силы dF12.  , (4)
где:  . (5)
Соотношение (5), описывающее порождение магнитного поля током, называется законом Био-Савара. Сила взаимодействия параллельных токов. Индукция магнитного поля, создаваемого прямолинейным током I1, текущим по бесконечно длинному проводнику, в точке нахождения элемента тока I2dx2 (см. рис. 2) выражается формулой:  . (в "СИ") (6)
Взаимодействие двух параллельных токов 
Рис. 2 Формула Ампера, определяющая силу, действующую на элемент тока I2dx2, находящийся в магнитном поле В12, имеет вид:  , (в "СИ") (7)
 . (в гауссовой системе)
Эта сила направлена перпендикулярно проводнику с током I2 и является силой притяжения. Аналогичная сила направлена перпендикулярно проводнику с током I1 и является силой притяжения. Если токи в параллельных проводниках текут в противоположные стороны, то такие проводники отталкиваются. Андре Мари Ампер (1775-1836) - французский физик. Временные характеристики Время инициации (log to от -15 до -12); Время существования (log tc от 13 до 15); Время деградации (log td от -15 до -12); Время оптимального проявления (log tk от -12 до 3). Диаграмма: 
Технические реализации эффекта Схема установки для "взвешивания" токов измерения Реализация единицы 1А с помощью силы, действующей на катушку с током. Внутри большой фиксированной катушки помещается «измерительная катушка», на которую действует подлежащая измерению сила. Измерительная катушка подвешена к коромыслу чувствительных аналитических весов (рис. 3). Схема установки для «взвешивания» токов измерения 
Рис. 3 Применение эффекта Закон Ампера взаимодействия токов, или, что - то же самое, магнитных полей, порождаемых этими токами, используют для устройства весьма распространенного типа электроизмерительных приборов - магнитоэлектрических приборов. Они имеют легкую рамку с проволокой, укрепленную на упругом подвесе той или иной конструкции, способную поворачиваться в магнитном поле. Родоначальником всех магнитоэлектрических приборов является электродинамометр Вебера (рис. 4). Электродинамометр Вебера 
Рис. 4 Именно этот прибор позволил провести классические исследования закона Ампера. Внутри неподвижной катушки У висит на бифилярном подвесе поддерживаемая вилкой llў подвижная катушка C, ось которой перпендикулярна оси неподвижной катушки. При последовательном прохождении тока по катушкам, подвижная катушка стремится стать параллельно неподвижной и поворачивается, закручивая бифилярный подвес. Углы поворота отсчитываются при помощи прикрепленного к раме llў зеркала f. Литература  1. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм.- М.: Высшая школа, 1983.
2. Тамм И.Е. Основы теории электричества.- М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. 3. Калашников С.Г. Электричество.- М.: Наука, 1977. 4. Сивухин Д.В. Общий курс физики.- М.: Наука, 1977.- Т.3. Электричество. 5. Камке Д., Кремер К. Физические основы единиц измерения.- М.: Мир, 1980. |