Контур зі струмом в магнітному полі

Розглянемо контур зі струмом в однорідному магнітному полі. Нехай контур зі сторонами a і l (по контуру протікає струм Ι ), розміщено в однорідному магнітному полі з індукцією B і може обертатися навколо осі OO′ (рис. 4.14).

Контур зі струмом в магнітному полі

Згідно із законом Ампера, на всі чотири сторони діють сили.
Сили f1 і f2 , що діють на сторони a контуру, що є перпендикулярними до них і до магнітного поля, спрямовані вертикально: вони лише деформують контур, намагаючись розтягнути його (або стиснути). Сторони l контуру перпендикулярні до B, на кожну з них діє сила F = ΙlB . Ці сили намагаються повернути контур так, щоб його площина була перпендикулярна до вектора B. У результаті з’явиться пара сил, момент якої дорівнює

Контур зі струмом в магнітному полі
(4.23)

де ϕ — кут між стороною рамки a і напрямком вектора B, добуток al дорівнює площі контуру, тобто S = al.

Величину, яка чисельно дорівнює добутку сили струму Ι на
площу контуру S , називають магнітним моментом контуру PM.

Контур зі струмом в магнітному полі
(4.24)

Магнітний момент контуру зі струмом є векторною величиною. Напрям вектора PM збігається з додатним напрямком нормалі до площини контуру, який визначають за правилом правого гвинта, якщо держак гвинта обертається за напрямком струму в контурі. Поступовий рух гвинта показує напрям вектора PM (рис. 4.18)

Під дією обертового моменту контур зі струмом повернеться
перпендикулярно до магнітного поля і його обертання припиняється. В цьому разі напрями векторів PM і B збігаються. Але такий стан є нестійким, оскільки за невеликого відхилення від стану рівноваги виникає обертовий момент, що повертає контур в початкове положення. Найбільшого значення обертовий момент.

Контур зі струмом в магнітному полі

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *