2.6. Взаємодія магнітного поля та провідників зі струмом

Розглянемо прямолінійний провідник довжиною ℓ, по якому протікає електричний струм I, розташований у зовнішньому магнітному полі з індукцією величиною B (рис. 2.10). На цей провідник зі струмом у зовнішньому магнітному полі діє сила, яка намагається перемістити провідник перпендикулярно магнітним силовим лініям, – електромагнітна сила.

Рис. 2.10 – Дія магнітного поля на прямолінійний провідник зі струмом

Електромагнітна сила – фізична величина, що є силою, яка діє на провідник, що знаходиться у зовнішньому магнітному полі (виникає в результаті взаємодії магнітного поля провідника зі струмом із зовнішнім магнітним полем). Кількісно величина електромагнітної сили визначається за формулою Ампера (за законом електромагнітних сил). Напрямок електромагнітної сили визначається правилом "лівої руки".

Формула Ампера:

,                                                  (2.27)

де F – електромагнітна сила, [Н]; B – величина магнітної індукції, [Тл]; 
ℓ – довжина провідника зі струмом, [м]; I – сила струму в провіднику, [А]; α – кут між вектором магнітної індукції і напрямком струму.

Правило "лівої руки": якщо, поклавши ліву руку на провідник, направити пальці за напрямком струму і повернути долоню перпендикулярно магнітним силовим лініям так, щоб вони в неї входили, то відігнутий великий палець укаже напрямок сили, що діє на провідник.

В загальному випадку силу, що діє на провідник зі струмом в неоднорідному магнітному полі, можна визначити як суму елементарних сил dF, що діють на окремі елементи довжини провідника dℓ:

.                                (2.28)

Тоді електромагнітна сила, що діє на провідник довжиною ℓ:

.                                        (2.29)