(1775-1836) Fransız fizikçi, matematikçi ve kimyager

André Marie Ampere klasik elektrodinamiğin kurucusudur. Fiziğe birçok kavram ve terim kazandırdı: “gerilim”, “akım gücü”, “akım yönü”, “galvanometre”. Ayrıca akımın iğne üzerindeki etkisine dayanarak galvanometre fikrini de ortaya attı.

Bilim adamı, 22 Ocak 1775'te Lyon'lu bir tüccarın ailesinde doğdu ve evde eğitim gördü. Genç adamın bilimsel eğilimleri çok erken ortaya çıktı: 13 yaşındayken diferansiyel hesapta ustalaştı.

Geleceğin ünlü bilim adamının babasının iyi bir kütüphanesi vardı ve on dört yaşında bir genç olan Andre, D. Diderot ve J. D'Alembert'in ünlü Fransız "Ansiklopedisinin" 20 cildinin tamamını okudu. Matematiğin çeşitli dalları (örneğin oyun teorisi, geometri, konik bölümler), biyoloji, fizik, jeoloji, dilbilim, felsefe ve kimya. Birkaç hafta içinde Euler ve Bernoulli'nin eserlerini orijinalinden okumak için Latince öğrendi. On sekiz yaşına geldiğinde Andre, yüksek matematik ve doğa bilimlerinin yanı sıra Yunanca ve İtalyanca da okudu.

André Marie Ampere'nin Hayatıçok zordu. 1793 devriminde kurbanlar arasında babası da vardı ve giyotinle idam edildi. Babasının ölümü onun için büyük bir şok oldu. O andan itibaren genç adam kendi geçimini sağlamak zorunda kaldı. Özel dersler verdi, ardından Bourcan-Brès Merkez Okulu'nda fizik ve kimya dersleri verdi. 1803 yılında Ampère, Lyceum Lyceum'a matematik ve astronomi öğretmeni olarak atandı. 1802'de oyunların matematiksel teorisi hakkında olasılık teorisi üzerine bir makale yayınladıktan sonra, 1804'te Paris'teki École Polytechnique'de öğretmen olarak bir pozisyon teklif edildi ve 1807'de profesör oldu. Ampere 1804'ten 1824'e kadar orada çalıştı.

Bilim adamı, hayatının ikinci yarısının geçtiği Paris'e gitmeden önce başka bir olay yaşadı: sevgili karısının ölümü. Hayatının geri kalanında bu şoktan kurtulamadı. Ampère sürekli olarak talihsizliklerle boğuşuyordu: başarısız bir ikinci evlilik, daha sonra Fransız edebiyatının ünlü tarihçilerinden biri olacak olan oğlu Jean-Jacques Ampère'in tamamlanmamış hayatı. Etrafındakilere Andre Ampere tuhaf bir adam gibi görünüyordu: dalgın, dar görüşlü, saf ve görünüşüne pek dikkat etmeyen. Ayrıca insanlara onlar hakkında ne düşündüğünü doğrudan söyleme alışkanlığı da vardı.

A. Ampere'nin (1802-1809) ilk çalışmaları olasılık teorisi ve diferansiyel denklemlere ayrılmıştı ve 1814'te onlar için Paris Bilimler Akademisi'ne üye seçildi. Kısmi diferansiyel denklemlerin çözümüne yönelik çalışmalar matematik tarihinde bir dönem oluşturmuştur. İtalyan bilim adamı Amedeo Avogadro Ampere'den bağımsız olarak, kimyanın gelişimine önemli bir katkı sağlayan gazların moleküler yapısına ilişkin bir teori önerdi.

1820'de Danimarkalı fizikçi Hans Christian Oersted (1777-1851), elektrik akımının manyetik alanını keşfederek elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantıyı kurdu. 4 Eylül 1820'de Fransız bilim adamı Dominique François Arago (1786-1853), Paris Bilimler Akademisi'nin bir toplantısında Oersted'in deneyleri hakkında sözlü bir rapor verdi ve 11 Eylül'deki bir sonraki toplantıda basit bir kurulum gerçekleştirerek, bunları gösterdi. Ampere, Oersted'in deneyleriyle ilgilenmeye başladı, onları tekrarladı ve bu yönde yoğun bir şekilde çalışmaya başladı ve yeni bir elektrik dalı olan elektrodinamik geliştirdi. Kendisi küçük bir laboratuvar masası yaptı. Zaten 18 Eylül'de Akademi'nin bir sonraki toplantısında araştırmasının ilk raporunu veriyor. Ampere, manyetik etkinin büyüklüğünün elektriğin hareketinin yoğunluğuna bağlı olduğunu tespit etti. Bu yoğunluğu ölçmek için dünyada ilk kez, birimine kendi onuruna amper adı verilen akım gücü kavramını tanıttı.

25 Eylül 1820'de tekrar akademinin bölümüne yükseldi ve paralel iletkenler ile akım arasındaki mekanik etkileşimin varlığını ortaya koyan ünlü deneylerini gösterdi. Akımların karşılıklı yönüne bağlı olarak bu etkileşimin doğasını (çekme veya itme) belirleyen bir yasa formüle etti. Ampere daha sonra iki akım elemanı arasındaki etkileşimin kuvvetini hesaplamak için bir formül türetti.

1820 yılının geri kalan üç ayı boyunca elektrik akımlarının etkileşimi üzerine yaptığı çalışmanın temel sonuçlarını içeren 9 iletişim kurar. Daha sonra, temel bir mıknatısın dairesel bir akıma eşdeğerliğini belirledi ve tüm manyetik etkileşimlerin, cisimlerde gizli olan dairesel elektrik moleküler akımların etkileşimine indirgendiği fikrine ulaştı. Ampere'nin bu hipotezi ancak 20. yüzyılda doğrulandı. Aynı yıl sinyalleri iletmek için elektromanyetik olayları kullanmayı önerdi.

1822'de Andre, bir solenoidin (akımlı bir bobin) manyetik etkisini keşfetti: akımla uçan bir solenoid, kalıcı bir mıknatısa eşdeğerdir. Bilim adamı ayrıca, içine yumuşak bir demir çekirdek yerleştirerek solenoidin manyetik alanını güçlendirmek olan bir fikir de ortaya koydu. Böylece Ampere bilmeden elektromıknatısı icat etti, böylece elektromıknatısı keşfetme onuru 1825'te İngiliz fizikçi William Sturgeon'a (1783-1850) verildi.

Ampère, 1824'ten beri Paris'teki École Normale Supérieure'de profesör olarak çalıştı. Araştırmasını 1826'da "Deneyimden Çıkarılan Elektrodinamik Olaylar Teorisi" başlıklı çalışmasında özetledi. Elektrodinamiğin temel yasalarından biri olan ve şimdi Ampere yasası olarak bilinen, akımların etkileşim kuvvetine ilişkin niceliksel bir yasayı sunan ilk kişiydi. Birçok fizikçi bu formülün evrenselliğine dikkat çekti. Bilim adamının keşiflerinin en doğru ve özlü açıklaması, elektromanyetik alan teorisinin kurucusu James Clerk Maxwell (1831-1879) tarafından Ampere'ye "elektriğin Newton'u" adını vererek verildi.

1829'da fizikçi komütatörü ve elektromanyetik telgrafı icat etti. 1830'da St. Petersburg Bilimler Akademisi üyeliğine seçildi. Yaşamının son yıllarında yeniden matematik, ardından da bilim felsefesi üzerine çalışmaya başladı.

Büyük Fransız bilim adamının hayatı, şöhretine rağmen hiç kolaylaşmadı. Halen kendi parasıyla enstrümanlar alıp yapıyordu. Fon eksikliği nedeniyle üniversite yetkililerinden ek iş istemek zorunda kaldı. Ampere, elektrodinamik konusundaki çalışmalarını birkaç ay boyunca bırakarak eyalet okullarını denetledi, öğrencilerin çeşitli konulardaki bilgilerini test etti ve mobilya, mürekkep ve tebeşir harcamaları hakkında raporlar yazdı. Yetkililer görünüşe göre fizikçiyi aşağılama fırsatından zevk alıyordu, ancak o son derece mütevazı bir insandı, güçsüzlüğünden dolayı, değerli zamanını tamamen önemsiz faaliyetlere harcama ihtiyacından dolayı eziyet çekiyordu. Hayatın tüm zorluklarına rağmen her zaman nazik, sempatik ve neşeli bir insan olarak kaldı.

Keşifleri birçok meslektaşı tarafından şüpheci sırıtışlarla ve yanlış anlaşılmalarla karşılandı. Ampere'nin çalışmaları ancak ölümünden sonra takdir edildi. Francois Arago'nun dediği gibi, "Ampère'in ölümü ulusal bir talihsizliktir."

André Marie Ampere, sağlığını iyileştirmeyi umduğu güneye giderken 10 Haziran 1836'da Marsilya'da zatürreden öldü. Şu anda yaratıcı gücünün zirvesindeydi. Külleri 1869'da Marsilya'dan Paris'e Montmartre mezarlığına nakledildi. Mezar taşında şu sözler kazınmıştır: "O, büyük olduğu kadar nazik ve basitti."

Bilim adamı aynı zamanda kimyasal elementleri özelliklerinin karşılaştırılmasına dayalı olarak sınıflandırmaya yönelik ilk girişimi de yaptı. Ancak Ampere'nin adını meşhur eden, başlı başına ilginç olan bu çalışmalar ya da matematiksel çalışmaları değildi. Elektromanyetizma alanındaki araştırmaları sayesinde bir bilim klasiği ve dünyaca ünlü bir bilim adamı haline geldi. 1820'de Danimarkalı fizikçi G.-H. Oersted, akım taşıyan bir iletkenin yakınında manyetik bir iğnenin saptığını keşfetti. Elektrik akımının dikkat çekici özelliği, manyetik alan yaratması bu şekilde keşfedildi. Ampere bu fenomeni ayrıntılı olarak inceledi. Bir dizi deneyin sonucunda manyetik olayların doğasına dair yeni bir görüş onda ortaya çıktı. Zaten sıkı çalışmanın ilk haftasının sonunda, Oersted'den daha az önemli olmayan bir keşif yaptı - akımların etkileşimini keşfetti. İçinden aynı yönde akım geçen iki paralel telin birbirini çektiğini, akımların yönü zıt ise tellerin birbirini ittiğini buldu. Ampere bu fenomeni, akım oluşturan manyetik alanların etkileşimi ile açıkladı. Tellerin akım ve manyetik alanlarla etkileşiminin etkisi artık elektrik motorlarında, elektrik rölelerinde ve birçok elektrikli ölçüm cihazında kullanılmaktadır. Ampere sonuçları hemen Akademi'ye bildirdi. 18 Eylül 1820'de verdiği bir raporda ilk deneylerini ortaya koyuyor ve şu sözlerle bitiriyordu: "Bununla bağlantılı olarak tüm manyetik olayları salt elektriksel etkilere indirgedim." 25 Eylül'deki bir toplantıda bu fikirlerini daha da geliştirdi ve bir akımın (solenoidler) etrafında akan bobinlerin mıknatıs gibi birbirleriyle etkileşime girdiği deneyleri gösterdi. Ampere'nin yeni fikirleri tüm bilim adamları tarafından anlaşılmadı. Seçkin meslektaşlarından bazıları da aynı fikirde değildi. Çağdaşlar, Ampere'nin iletkenlerin akımla etkileşimi hakkındaki ilk raporunun ardından aşağıdaki ilginç olayın meydana geldiğini söyledi. “Bize anlattıklarınızda yeni olan tam olarak nedir? - rakiplerinden biri Ampere'ye sordu. "İki akımın manyetik bir iğne üzerinde etkisi varsa, o zaman birbirlerini de etkilediğini söylemeye gerek yok." Aliper bu itirazına hemen cevap bulamadı. Ama sonra Arago yardımına koştu. Cebinden iki anahtar çıkardı ve şöyle dedi: “Onların da oka etkisi var ama birbirlerine etkileri yok, dolayısıyla çıkarımınız yanlış. Ampere aslında saygı duyduğum Profesör Oersted'in keşfinden çok daha önemli yeni bir olguyu keşfetti." 182 Bilimsel rakiplerinin saldırılarına rağmen. Ampere deneylerine devam etti. Akımların etkileşim yasasını katı bir matematiksel formül biçiminde bulmaya karar verdi ve şimdi kendi adını taşıyan bu yasayı buldu. Böylece Ampere'nin çalışmalarında adım adım yeni bir bilim ortaya çıktı: deneylere ve matematiksel teoriye dayanan elektrodinamik. Bu bilimin tüm temel fikirleri, Maxwell'in ifadesiyle, aslında "bu Newton elektriğinin kafasından iki hafta içinde çıktı". Ampere, 1820'den 1826'ya kadar elektrodinamik üzerine bir dizi teorik ve deneysel çalışma yayınladı ve Akademi'nin fizik bölümünün hemen hemen her toplantısında bu konu hakkında bir rapor verdi. 1826'da son klasik eseri "Sadece Deneyimden Çıkarılan Elektrodinamik Olaylar Teorisi" yayınlandı. Bu kitap üzerindeki çalışmalar çok zor koşullar altında gerçekleşti. O dönemde yazılan mektuplardan birinde. Ampere şunları söyledi: “Gece geç saatlere kadar uyanık kalmak zorunda kalıyorum... Ancak iki ders dersi okumakla yükümlü olduğum için, voltaik iletkenler ve mıknatıslar üzerine olan çalışmamı tamamen bırakmak istemiyorum. Sadece birkaç dakikam var. ”

1820'de Ampere, dl akımına sahip bir iletken eleman üzerinde manyetik alanın etki ettiği kuvvetin (3.4.1)'e eşit olduğunu ve bu vektörün akımın yönüne denk geldiğini tespit etti. Ampere kuvvetinin büyüklüğü (3.4.2)'ye eşittir. 1820'de Ampere, dl akımına sahip bir iletken elemana manyetik alanın etki ettiği kuvvetin (3.4.1)'e eşit olduğunu tespit etti; burada yön ile çakışan bir vektördür. akıntının. Ampere kuvvetinin büyüklüğü (3.4.2) 3.4 Ampere yasasıdır

Amper kuvvetinin yönü sol el kuralıyla belirlenir: Manyetik indüksiyon vektörünün avuç içine girmesi için sol elin dört parmağı akım yönünde yönlendirilmelidir, ardından bükülmüş başparmak Amperin yönünü verir. güç. Amper kuvvetinin yönü sol el kuralıyla belirlenir: Manyetik indüksiyon vektörünün avuç içine girmesi için sol elin dört parmağı akım yönünde yönlendirilmelidir, ardından bükülmüş başparmak Amperin yönünü verir. güç.

Ampere yasasına dayanarak, birbirinden d mesafesinde bulunan iki paralel doğru akım arasındaki etkileşimin kuvvetini belirleriz. Öncelikle akımların tek yönde aktığı durumu ele alalım. Akım I 1, akım I 2'ye etki eden ve bunun tersi de geçerli olan bir manyetik alan B 1 yaratır. D mesafesinde, akımın manyetik indüksiyonu I 1 eşittir Ampere yasasına dayanarak, birbirinden d mesafesinde bulunan iki paralel doğru akım arasındaki etkileşim kuvvetini belirleriz. Öncelikle akımların tek yönde aktığı durumu ele alalım. Akım I 1, akım I 2'ye etki eden ve bunun tersi de geçerli olan bir manyetik alan B 1 yaratır. D mesafesinde, I1 akımının manyetik indüksiyonu şuna eşittir:

Akımın yönü I2 ile manyetik indüksiyon vektörü B1 arasındaki açı 90°'dir. Bu nedenle, Ampere yasasına göre, I 1 akımının manyetik alanı, I 2 akımının birim uzunluğuna kuvvetle etki eder (3.4.3). Bu kuvvetin boyutu, I 2 akımının yönü ile manyetik indüksiyon vektörü arasındaki açıdır. B 1 90°'ye eşittir. Bu nedenle Ampere yasasına göre I 1 akımının manyetik alanı, I 2 akımının birim uzunluğuna kuvvetle (3.4.3) etki eder. Bu kuvvetin boyutu

Benzer şekilde I 2 akımının manyetik alanı da I 1 akımının birim uzunluğuna bir kuvvetle etki eder. Karşılaştırıldığında F 21 ve F 12 kuvvetlerinin aynı büyüklükte olduğunu görürüz. Bu kuvvetlerin yönleri zıttır. Bu nedenle tek yönde akan akımlar birbirini çeker. Akımların yönleri zıt ise F 21 () ve F 12 () kuvvetlerinin yönleri değişecektir. Bu nedenle birbirine doğru akan akımlar birbirini iter. Benzer şekilde I 2 akımının manyetik alanı da I 1 akımının birim uzunluğuna bir kuvvetle etki eder. Karşılaştırıldığında F 21 ve F 12 kuvvetlerinin aynı büyüklükte olduğunu görürüz. Bu kuvvetlerin yönleri zıttır. Bu nedenle tek yönde akan akımlar birbirini çeker. Akımların yönleri zıt ise F 21 () ve F 12 () kuvvetlerinin yönleri değişecektir. Bu nedenle birbirine doğru akan akımlar birbirini iter.

Amper formülü (3.4.3) akımın birimi olan amperi belirlemek için kullanılır. Amper, birbirinden 1 m uzaklıkta bulunan sonsuz uzunlukta iki paralel düz iletkenden geçen ve aralarında metre uzunluk başına 2.10-7 N'ye eşit bir çekim kuvvetine neden olan bir doğru akım kuvvetidir. . Akımları (3.4.3)'te I1 = I2 = 1 A'nın yerine koyarsak, buradan Amper kuvveti Formülünü (3.4.3) elde ederiz; akım gücü birimini - amper belirlemek için kullanılır. Amper, birbirinden 1 m uzaklıkta bulunan sonsuz uzunlukta iki paralel düz iletkenden geçen ve aralarında metre uzunluk başına 2.10-7 N'ye eşit bir çekim kuvvetine neden olan bir doğru akım kuvvetidir. . I 1 = I 2 = 1 A akımlarını (3.4.3)'e koyarsak, şunu elde ederiz:

Artık manyetik indüksiyonun birimini B belirleyebiliriz. İletken eleman dl'nin manyetik indüksiyon vektörüne dik olmasına izin verin. Daha sonra (3.4.3)'e göre, manyetik indüksiyon birimini belirlemek için son formül kullanılır. Manyetik indüksiyon birimi Tesla'dır - bu, alana dik bir düz iletkenin her metre uzunluğu için 1 N'lik bir kuvvetle hareket eden ve içinden 1 A kuvvet akımının aktığı böylesine düzgün bir manyetik alanın manyetik indüksiyonudur. Şimdi manyetik indüksiyonun birimini B belirleyebiliriz. İletkenin dl elemanının manyetik indüksiyon vektörüne dik olduğunu varsayalım. Daha sonra (3.4.3)'e göre, manyetik indüksiyon birimini belirlemek için son formül kullanılır. Manyetik indüksiyon birimi Tesla'dır - bu, alana dik olan ve içinden 1 A akımın aktığı düz bir iletkenin her metre uzunluğu için 1 N'lik bir kuvvetle hareket eden böylesine düzgün bir manyetik alanın manyetik indüksiyonudur.

Manyetik alanda hareket eden bir elektrik yüküne etki eden kuvveti bulalım. B indüksiyonlu bir manyetik alan içinde yer alan I akımına sahip bir iletkeni ele alalım. q büyüklüğündeki dn yüklerinin, dt süresi boyunca iletkenin dl bir bölümünden geçmesine izin verin. O zaman iletkenden geçen akım eşittir: Manyetik alanda hareket eden bir elektrik yüküne etki eden kuvveti bulalım. B indüksiyonlu bir manyetik alan içinde yer alan I akımına sahip bir iletkeni ele alalım. q büyüklüğündeki dn yüklerinin, dt süresi boyunca iletkenin dl bir bölümünden geçmesine izin verin. Bu durumda iletkenden geçen akım 3,5 Lorentz kuvvetidir.

Ampere yasasına (3.4.2) göre, iletkenin bu bölümüne manyetik alan tarafından etki eden bir kuvvet dn'ye bölünerek, Ampere yasasına (3.4.2) göre etki eden kuvvet elde edilir. İletkenin bu bölümüne manyetik alan tarafından etki eden kuvvet, dn'ye bölünerek bir yüke etki eden kuvveti elde ederiz.

Yükün hareketinin hızı olduğundan F L kuvvetine Lorentz kuvveti denir. Formül (3.4.1)'den Lorentz kuvvetinin hız vektörüne ve manyetik indüksiyon vektörüne dik olduğu sonucu çıkar. Dolayısıyla bunu vektör formunda yazabiliriz (3.5.1). Lorentz kuvvetinin yönü, Amper kuvveti gibi sol el kuralıyla belirlenir. Yükün hareketinin hızı olduğundan F L kuvvetine Lorentz kuvveti denir. Formül (3.4.1)'den Lorentz kuvvetinin hız vektörüne ve manyetik indüksiyon vektörüne dik olduğu sonucu çıkar. Dolayısıyla bunu vektör formunda yazabiliriz (3.5.1). Lorentz kuvvetinin yönü, Amper kuvveti gibi sol el kuralıyla belirlenir.

Lorentz kuvveti hız vektörüne ve dolayısıyla yer değiştirme vektörüne dik olarak yönlendirildiğinden yük üzerinde iş yapmaz. Bu nedenle sabit bir manyetik alan yüklü bir parçacığın enerjisini değiştirmez. Manyetik alan yalnızca hız vektörünün yönünü değiştirir ancak hızın büyüklüğünü değiştirmez. Formül (3.5.1)'den, eğer yük sabitse Lorentz kuvvetinin sıfır olduğu sonucu çıkar. Bu nedenle sabit bir manyetik alanın dinlenme halindeki bir yük üzerinde herhangi bir etkisi yoktur. Lorentz kuvveti hız vektörüne ve dolayısıyla yer değiştirme vektörüne dik olarak yönlendirildiğinden yük üzerinde iş yapmaz. Bu nedenle sabit bir manyetik alan yüklü bir parçacığın enerjisini değiştirmez. Manyetik alan yalnızca hız vektörünün yönünü değiştirir ancak hızın büyüklüğünü değiştirmez. Formül (3.5.1)'den, eğer yük sabitse Lorentz kuvvetinin sıfır olduğu sonucu çıkar. Bu nedenle sabit bir manyetik alanın dinlenme halindeki bir yük üzerinde herhangi bir etkisi yoktur.

Bu durumda bir parçacığın daire içindeki dönüş periyodu hıza bağlı değildir. Bu hızlandırıcılarda kullanılır. A) Bir siklotronda - yüklü parçacıkların hızlanması, 10 5 V'luk bir gerilime sahip alternatif bir elektrik alanında E meydana gelir. Hızlandırılmış parçacıkların maksimum enerjisi 25 MeV'dir. Parçacık yörüngesi spirale yakındır. Parçacıkların hızında ve enerjisinde daha fazla artış, parçacıkların kütlesindeki göreceli değişim nedeniyle senkronizasyonun ihlali nedeniyle önlenir. Bu durumda bir parçacığın daire içindeki dönüş periyodu hıza bağlı değildir. Bu hızlandırıcılarda kullanılır. A) Bir siklotronda - yüklü parçacıkların hızlanması, 10 5 V'luk bir gerilime sahip alternatif bir elektrik alanında E meydana gelir. Hızlandırılmış parçacıkların maksimum enerjisi 25 MeV'dir. Parçacık yörüngesi bir spirale yakındır. Parçacıkların hızında ve enerjisinde daha fazla artış, parçacıkların kütlesindeki göreceli değişim nedeniyle senkronizasyonun ihlali nedeniyle önlenir.

B) Bir fazotronda (senkrosiklotron) - senkronizasyonun ihlali, elektrik alanının frekansının azaltılmasıyla telafi edilir E C) Bir senkrotronda - senkronizasyon, manyetik indüksiyonu m/B = sabit olacak şekilde değiştirerek sağlanır. Yalnızca elektronları hızlandırmak için kullanılır. D) Bir proton sinkrotronunda (senkrofazotron) - senkronizasyon, E ve B'deki değişikliklerle sağlanır, böylece yarıçap sabit kalır ve yörünge bir spiral değil bir daire olur. Proton enerjisi 76 MeV'ye ulaşır. TPU'da, Sirius elektron senkrofazotronu elektronları v = c hızına kadar hızlandırır ve 950 MeV enerjiye sahiptirler. B) Bir fazotronda (senkrosiklotron) - senkronizasyonun ihlali, elektrik alanının frekansının azaltılmasıyla telafi edilir E C) Bir senkrotronda - senkronizasyon, manyetik indüksiyonu m/B = sabit olacak şekilde değiştirerek sağlanır. Yalnızca elektronları hızlandırmak için kullanılır. D) Bir proton sinkrotronunda (senkrofazotron) - senkronizasyon, E ve B'deki değişikliklerle sağlanır, böylece yarıçap sabit kalır ve yörünge bir spiral değil bir daire olur. Proton enerjisi 76 MeV'ye ulaşır. TPU'da Sirius elektron senkrofazotronu elektronları v = c hızına hızlandırır ve 950 MeV enerjiye sahiptirler.

1879'da Hall, manyetik alan içine yerleştirilen metal bir plakada, akımın yönüne ve manyetik indüksiyon vektörüne dik olarak enine bir elektrik alanının oluştuğunu keşfetti. Kalınlığı a ve genişliği d olan ince bir metal plaka düşünün. Plakadan j yoğunluğuna sahip bir akımın akmasına izin verin. Manyetik alan B yan yüze dik olarak yönlendirilir. 1879'da Hall, manyetik alan içine yerleştirilen metal bir plakada, akımın yönüne ve manyetik indüksiyon vektörüne dik olarak enine bir elektrik alanının oluştuğunu keşfetti. Kalınlığı a ve genişliği d olan ince bir metal plaka düşünün. Plakadan j yoğunluğuna sahip bir akımın akmasına izin verin. Manyetik alan B yan yüze dik olarak yönlendirilir. 3.6 Salon etkisi

Lorentz kuvvetinin etkisi altındaki elektronlar üst plakaya bastırılır, böylece üzerinde aşırı miktarda negatif yük belirir. Alt plaka ise elektronlardan yoksun olacaktır. Sonuç olarak, enine bir elektrik alanı ortaya çıkıyor - Salon alanı E salonu. Hall alanı, Lorentz kuvvetinin tersi yöndeki elektronlara etki eder. Bu nedenle, kısa bir süre sonra, plakanın kalınlığı (yüksekliği) boyunca enine yönde sabit bir yük dağılımı oluşturulur. Bu denge durumu, Hall alanından gelen elektrik kuvvetinin ve Lorentz kuvvetinin eşitliğine karşılık gelir. Lorentz kuvvetinin etkisi altındaki elektronlar üst plakaya bastırılır, böylece üzerinde fazla miktarda negatif yük belirir. Alt plaka ise elektronlardan yoksun olacaktır. Sonuç olarak, enine bir elektrik alanı ortaya çıkıyor - Salon alanı E salonu. Hall alanı, Lorentz kuvvetinin tersi yöndeki elektronlara etki eder. Bu nedenle, kısa bir süre sonra, plakanın kalınlığı (yüksekliği) boyunca enine yönde sabit bir yük dağılımı oluşturulur. Bu denge durumu, Hall alanından gelen elektrik kuvveti ile Lorentz kuvvetinin eşitliğine karşılık gelir.

n'nin elektron konsantrasyonu olduğu akım yoğunluğu boyunca alt ve üst yüzlerdeki potansiyel farkını bulalım. Hız hariç, Hall potansiyel farkı (3.6.1) ile temsil edilebilir; burada Hall sabiti bulunur. R işaretiyle yük taşıyıcılarının işaretini belirleyebilirsiniz. n'nin elektron konsantrasyonu olduğu akım yoğunluğu boyunca alt ve üst yüzlerdeki potansiyel farkını bulalım. Hız hariç, Hall potansiyel farkı (3.6.1) ile temsil edilebilir; burada Hall sabiti bulunur. R işaretiyle yük taşıyıcılarının işaretini belirleyebilirsiniz.

Elektrik alan kuvveti vektörünün dolaşımına benzer şekilde, manyetik indüksiyon vektörünün kapalı bir devre L boyunca dolaşımına integral (3.7.1) adı verilir; burada devre elemanının devre bypass'ı boyunca yönlendirilen vektörü projeksiyondur. Manyetik indüksiyon vektörünün vektör yönüne olan açısı, vektörler arasındaki açıdır. Elektrik alan kuvveti vektörünün dolaşımına benzer şekilde, manyetik indüksiyon vektörünün L kapalı devre boyunca dolaşımına integral (3.7.1) adı verilir. ) Devre bypass'ı boyunca yönlendirilen devre elemanının vektörü nerede, manyetik indüksiyon vektörünün vektör yönüne izdüşümüdür, vektörler arasındaki açıdır 3.7 Manyetik vektör indüksiyonunun dolaşımı

Örnek olarak doğru akımın yarattığı manyetik alanın dolaşımını bulalım. Akımın etrafında, akıma dik bir düzlemde kapalı bir döngü seçelim. Konturun her noktasında manyetik indüksiyon vektörü, R yarıçaplı bir daireye teğet olarak yönlendirilir ve seçilen noktadan geçer. Bu nedenle şöyle yazabiliriz: Örnek olarak doğru akımın oluşturduğu manyetik alanın dolaşımını bulalım. Akıma dik bir düzlemde, akımın etrafında kapalı bir döngü seçelim. Konturun her noktasında manyetik indüksiyon vektörü, R yarıçaplı bir daireye teğet olarak yönlendirilir ve seçilen noktadan geçer. Bu nedenle yazabiliriz

Doğru akım için o zaman Bu nedenle B vektörünün kapalı bir L döngüsü boyunca dolaşımı eşittir L konturunda açı 0'dan 2'ye değişir, bu nedenle (3.7.2) Doğru akım için o zaman Bu nedenle B vektörünün kapalı bir döngü boyunca dolaşımı L eşittir L konturunda açı 0'dan 2'ye değişir, dolayısıyla (3.7.2)

Ortaya çıkan formül (3.7.2), akım taşıyan bir iletkeni çevreleyen rastgele şekilli bir devre için geçerlidir. Dolaşımın işareti bypassın yönüne bağlıdır. Baypasın yönü akımın yönü ile sağ yönlü bir sistem oluşturuyorsa, dolaşım pozitif, aksi takdirde negatif kabul edilir. Dolaşımın işareti, akım I'in cebirsel bir miktar olarak dikkate alınmasıyla dikkate alınabilir: akımın yönü, sağ vida kuralına göre dairenin yönü ile ilişkiliyse pozitif kabul edilir, aksi halde akım negatif kabul edilir. Ortaya çıkan formül (3.7.2), akım taşıyan bir iletkeni çevreleyen rastgele şekilli bir devre için geçerlidir. Dolaşımın işareti bypassın yönüne bağlıdır. Baypasın yönü akımın yönü ile sağ yönlü bir sistem oluşturuyorsa, dolaşım pozitif, aksi takdirde negatif kabul edilir. Dolaşımın işareti, akım I'in cebirsel bir miktar olarak dikkate alınmasıyla dikkate alınabilir: sağ vida kuralına göre yönü yuvarlak yön ile ilişkiliyse akım pozitif kabul edilir, aksi takdirde akım negatif kabul edilir.

Devre akımı karşılamıyorsa, devrenin etrafından dolaşırken, radyal düz çizgi önce saat yönünde (bölüm 1-2) ve sonra saat yönünün tersine (bölüm 2-1) döner. Dolayısıyla böyle bir konturun tamamen etrafından dolaşıldığında açı değişmez ve dolayısıyla B vektörünün dolaşımı sıfıra eşit olur. Devre akımı karşılamıyorsa, devrenin etrafından dolaşırken, radyal düz çizgi önce saat yönünde (bölüm 1-2) ve sonra saat yönünün tersine (bölüm 2-1) döner. Dolayısıyla böyle bir konturun tamamen etrafından dolaşıldığında açı değişmez ve dolayısıyla B vektörünün dolaşımı sıfıra eşit olur.

Devre birden fazla akımı kapsıyorsa, manyetik alanların üst üste binmesi ilkesi nedeniyle elimizde (3.7.3) bulunur. Bu formül, boşluktaki bir manyetik alan için toplam akım yasasını ifade eder (manyetik indüksiyonun dolaşımına ilişkin teorem) vektör) - manyetik indüksiyon vektörünün isteğe bağlı bir kapalı devre boyunca dolaşımı, devre tarafından kapsanan akımların cebirsel toplamının manyetik sabitinin çarpımına eşittir. Formül (3.7.3) uygulandığında, her bir akımın devre tarafından kapsanma sayısı kadar dikkate alınması gerekir. Formül (3.7.3) yalnızca boşluktaki bir alan için geçerlidir. Devre birden fazla akımı kapsıyorsa, manyetik alanların üst üste binmesi ilkesi nedeniyle elimizde (3.7.3) bulunur. Bu formül, boşluktaki bir manyetik alan için toplam akım yasasını ifade eder (manyetik indüksiyonun dolaşımına ilişkin teorem) vektör) - manyetik indüksiyon vektörünün isteğe bağlı bir kapalı devre boyunca dolaşımı, devre tarafından kapsanan akımların cebirsel toplamının manyetik sabitinin çarpımına eşittir. Formül (3.7.3) uygulandığında, her bir akımın devre tarafından kapsanma sayısı kadar dikkate alınması gerekir. Formül (3.7.3) yalnızca boşluktaki bir alan için geçerlidir.

(3.7.3)'ü elektrik alanı kuvveti vektörünün dolaşımına ilişkin formülle karşılaştırdığımızda, elektrik alanından farklı olarak, kapalı bir döngü boyunca manyetik alanın dolaşımının sıfır olmadığını görüyoruz. Bu, manyetik alanın girdap yapısının bir sonucudur. (3.7.3)'ü elektrik alanı kuvveti vektörünün dolaşımına ilişkin formülle karşılaştırdığımızda, elektrik alanından farklı olarak, kapalı bir döngü boyunca manyetik alanın dolaşımının sıfır olmadığını görüyoruz. Bu, manyetik alanın girdap yapısının bir sonucudur.

2.1. Ampere yasası.

• 2.1. Ampere yasası.

• 2.2. İki paralel sonsuz iletkenin akımla etkileşimi.

• 2.3. Manyetik alanın akım taşıyan bir çerçeve üzerindeki etkisi.

• 2.4. Manyetik büyüklüklerin ölçü birimleri.

• 2.5. Lorentz kuvveti.

• 2.6. Salon etkisi.

• 2.7. Manyetik indüksiyon vektörünün dolaşımı.

• 2.8. Solenoidin manyetik alanı.

• 2.9. Bir toroidin manyetik alanı.

• 2.10. Akım taşıyan bir iletkenin manyetik alanda hareket ettirilmesi işi.

AMPER André Marie

• AMPER André Marie(1775 – 1836) – Fransız fizikçi, matematikçi ve kimyager.

• Ana fiziksel çalışmalar elektrodinamiğe ayrılmıştır. Bir akımın manyetik alanının manyetik bir iğne üzerindeki etkisini belirlemek için bir kural formüle edildi. Dünyanın manyetik alanının hareketli akım taşıyan iletkenler üzerindeki etkisini keşfetti.

İÇİNDE 1820

• İÇİNDE 1820 A. M. Amper deneysel olarak iki akım taşıyan iletkenin birbiriyle kuvvetle etkileşime girdiğini tespit etti:

• (2.1.1)

• Nerede B iletkenler arasındaki mesafedir ve k– Birim sistemine bağlı orantı katsayısı.

• Ampere yasasının orijinal ifadesi, manyetik alanı karakterize eden herhangi bir niceliği içermiyordu. Daha sonra akımların etkileşiminin bir manyetik alan aracılığıyla gerçekleştiğini ve bu nedenle yasanın manyetik alanın özelliğini içermesi gerektiğini anladık.

• Modern SI gösteriminde, Ampere yasası aşağıdaki formülle ifade edilir:

• (2.1.2)

• Bu, manyetik alanın I akımı taşıyan sonsuz küçük bir iletkene etki ettiği kuvvettir.

• İletkene etki eden kuvvetin modülü

• (2.1.3)

• Manyetik alan düzgün ise ve iletken manyetik alan çizgilerine dik ise, o zaman

• (2.1.4)

• kesitli bir iletkenden geçen akım nerede S.

• Kuvvetin yönü çapraz çarpımın yönü veya sol el kuralı (ki bu aynı şeydir) tarafından belirlenir. Parmakları birinci vektör yönünde yönlendiriyoruz, ikinci vektör avuç içine girmeli ve başparmak vektör çarpımının yönünü göstermelidir.

• Pirinç. 2.1

• Ampere yasasından manyetik indüksiyonun fiziksel anlamı açıkça görülebilir: B, içinden birim akımın aktığı birim uzunluktaki bir iletkene manyetik alanın etki ettiği kuvvete sayısal olarak eşit bir niceliktir.

• İndüksiyon boyutu

İzin vermek B I2 I1 bu alandadır.

• İzin vermek B– iletkenler arasındaki mesafe. Sorun şu şekilde çözülmeli: iletkenlerden biri I2 manyetik bir alan yaratır, ikincisi I1 bu alandadır.

• Pirinç. 2.2

BEN 2 mesafeli B Ondan:

• Akımın yarattığı manyetik indüksiyon BEN 2 mesafeli B Ondan:

• (2.2.1)

• Eğer I1 Ve I2 aynı düzlemde yer alırsa aralarındaki açı B2 Ve I1 doğrudan, dolayısıyla mevcut elemana etki eden kuvvet I1 dl

• (2.2.2)

• İletkenin her birim uzunluğu için bir kuvvet vardır:

• (2.2.3)

• (tabii ki, ilk iletkenin yanından ikinciye tam olarak aynı kuvvet etki eder).

• Ortaya çıkan kuvvet bu kuvvetlerden birine eşittir! Bu iki iletken üçüncüyü etkiliyorsa, manyetik alanlarının vektörel olarak toplanması gerekir.

• Pirinç. 2.2

Akımlı çerçeve BEN α – burgu kuralı).

• Akımlı çerçeve BEN düzgün bir manyetik alan içerisindedir α – ve arasındaki açı (normalin yönü akımın yönü ile ilgilidir) burgu kuralı).

ben, eşittir: ,

• Uzunlukla çerçevenin yan tarafına etki eden amper kuvveti ben, eşittir: ,

• Burada

• Diğer tarafa uzun ben aynı kuvvet geçerlidir. Sonuç, bir "kuvvet çifti" veya torktur.

• (2.3.1)

• omuz nerede:

• Çünkü lb = Sçerçevenin alanı ise şunu yazabiliriz:

• Manyetik indüksiyon ifadesini buraya yazmıştık:

• (2.3.3)

• M– döndürme

• güç anı,

• P– manyetik

• an.

• Böylece, bu dönme momentinin etkisi altında çerçeve dönecek ve böylece

• Kenar uzunluğu başına B Amper kuvveti de etki eder F2– çerçeveyi esnetir ve kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yönde olduğundan çerçeve hareket etmez, bu durumda M= 0, durum sürdürülebilir denge .

• Pirinç. 2.4

Ne zaman ve antiparalel olduklarında, M = 0 kararsız denge alabora olacak.

• Ne zaman ve antiparalel olduklarında, M = 0(kaldıraç sıfır olduğundan), bu bir durumdur kararsız denge . Çerçeve sıkışır ve biraz hareket ederse anında bir tork oluşur ve böylece alabora olacak.

• Homojen olmayan bir alanda çerçeve dönecek ve daha güçlü bir alana doğru uzanacaktır.

• Pirinç. 2.4

• Amper kanunu akımın birimi olan amperin belirlenmesinde kullanılır.

• (2.4.1)

Bu yüzden, Amper

• Bu yüzden, Amper- birbirinden bir metre uzaklıkta bulunan, sonsuz uzunlukta ve ihmal edilebilecek kadar küçük kesitli iki paralel düz iletkenden vakumda geçen, bu iletkenler arasında bir kuvvete neden olan sabit büyüklükte bir akımın gücü

• Buradan boyut ve büyüklüğü belirleyelim:

• SI'da:

• GHS'ye: μ0 = 1

• Akıma sahip düz bir iletken için Biot-Savart-Laplace yasasından manyetik alan indüksiyonunun boyutunu bulabilirsiniz:

1 ton 2

• 1 ton(bir tesla, düzgün bir manyetik alanın manyetik indüksiyonuna eşittir) 1 A m manyetik momente sahip bir akıma sahip düz bir devre üzerinde 21 Nm'lik bir tork uygulanır.

• Bir Tesla 1 T = 104 Gauss.

• Gauss– Gauss birim sistemindeki (GHS) ölçü birimi.

• TESLA Nikola (1856 - 1943) - Elektrik mühendisliği, radyo mühendisliği alanında Sırp bilim adamı

• Çok fazlı jeneratörler, elektrik motorları ve transformatörlerin bir dizi tasarımını geliştirdi. Bir dizi radyo kontrollü kendinden tahrikli mekanizma tasarladı.

• Yüksek frekanslı akımların fizyolojik etkilerini inceledi. 1899'da Colorado'da 200 kW'lık bir radyo istasyonu ve Long Island'da 57,6 m yüksekliğinde bir radyo anteni inşa etti. Elektrik sayacını, frekans ölçeri vb. icat etti.

Başka bir tanım: 2

• Başka bir tanım: 1 T, manyetik akının 1 m'lik bir alandan geçtiği manyetik indüksiyona eşittir 2, alan yönüne dik 1 Wb'dir.

• Pirinç. 2.5

• Manyetik akı ölçüm birimi Wb, adını Halle, Göttingen ve Leipzig'deki üniversitelerde profesör olan Alman fizikçi Wilhelm Weber'in (1804 - 1891) onuruna almıştır.

• Daha önce de söylediğimiz gibi, manyetik akı Ф, S yüzeyinden - manyetik alanın özelliklerinden biri(Şekil 2.5)

• Pirinç. 2.5

• SI manyetik akı birimi:

• Burada Maxwell (Mks) - CGS'deki manyetik akı ölçüm birimi, adını elektromanyetik alan teorisinin yaratıcısı olan ünlü bilim adamı James Maxwell'den (1831 - 1879) almıştır.

• Manyetik alan kuvveti A m-1 ile ölçülür

• Manyetik alanın ana özelliklerinin tablosu

Elektrik N hızla hareket etmek

• Elektrik çok sayıda koleksiyonun bir koleksiyonudur N hızla hareket etmek

• masraflar.

• Manyetik alandan bir yüke etki eden kuvveti bulalım.

• Ampere yasasına göre, manyetik alanda akım taşıyan bir iletkene etki eden kuvvet (2.5.1)

• ama güncel ve daha sonra

Çünkü nS D ben – hacimdeki yük sayısı S D ben, Daha sonra bir ücret karşılığında

• Çünkü nS D ben – hacimdeki yük sayısı S D ben, Daha sonra bir ücret karşılığında

LORENZ Hendrik Anton

• LORENZ Hendrik Anton(1853 - 1928) - Hollandalı teorik fizikçi, klasik elektronik teorisinin yaratıcısı, Hollanda Bilimler Akademisi üyesi.

• 23 yılında Leiden Üniversitesi'nde okudu. “Işığın yansıması ve kırılması teorisi üzerine” doktora tezini savundu. 25 yaşında, Leiden Üniversitesi'nde profesör ve teorik fizik bölümünün başkanı.

Dielektrik sabitini dielektrik yoğunluğuyla ilişkilendiren bir formül türetmiş, elektromanyetik alanda hareketli bir yüke etki eden kuvvet için bir ifade vermiş (Lorentz kuvveti), bir maddenin elektriksel iletkenliğinin termal iletkenliğe bağımlılığını açıklamış ve Işık dağılımı teorisini geliştirdi. Hareketli cisimlerin elektrodinamiğini geliştirdi. 1904'te aynı olayın uzaysal koordinatlarını ve zaman anlarını iki farklı eylemsiz referans sisteminde birleştiren formüller türetti (Lorentz dönüşümleri).

Lorentz kuvvet modülü:

• Lorentz kuvvet modülü:

• , (2.5.3)

• burada α arasındaki açıdır Ve.

• (2.5.4)'ten, çizgi boyunca hareket eden bir yükün kuvvetten () etkilenmediği açıktır.

• Lorentz kuvveti vektörlerin bulunduğu düzleme dik olarak yönlendirilir Ve. Hareketli bir pozitif yüke sol el kuralı uygulanır veya

• « burgu kuralı»

İle .

• Negatif bir yük için kuvvetin yönü zıttır, bu nedenle İle Sağ el kuralı elektronlar için geçerlidir.

• Lorentz kuvveti hareketli yüke dik olarak yönlendirildiğinden, yani. dik,Bu kuvvetin yaptığı iş her zaman sıfırdır. Sonuç olarak, yüklü bir parçacığa etki eden Lorentz kuvveti parçacığın kinetik enerjisini değiştiremez.

• Sıklıkla Lorentz kuvveti elektrik ve manyetik kuvvetlerin toplamıdır:

• (2.5.4)

• burada elektrik kuvveti parçacığı hızlandırır ve enerjisini değiştirir.

• Her gün bir televizyon ekranında manyetik kuvvetin hareket eden bir yük üzerindeki etkisini gözlemliyoruz (Şekil 2.7).

• Elektron ışınının ekran düzlemi boyunca hareketi, saptırma bobininin manyetik alanı tarafından uyarılır. Kalıcı bir mıknatısı ekran düzlemine yaklaştırdığınızda görüntüde ortaya çıkan bozulmalardan elektron ışını üzerindeki etkisini kolaylıkla fark edebilirsiniz.

Konu 10. MANYETİK ALANDA HAREKETLİ YÜKLERE ETKİLİ KUVVETLER.

10.1. Ampere yasası.

10.3. Manyetik alanın akım taşıyan bir çerçeve üzerindeki etkisi. 10.4. Manyetik büyüklüklerin ölçü birimleri. 10.5. Lorentz kuvveti.

10.6. Salon etkisi.

10.7. Manyetik indüksiyon vektörünün dolaşımı.

10.8. Solenoidin manyetik alanı.

10.9. Bir toroidin manyetik alanı.

10.10. Akım taşıyan bir iletkenin manyetik alanda hareket ettirilmesi işi.

10.1. Ampere yasası.

1820'de A. M. Amper deneysel olarak iki akım taşıyan iletkenin birbiriyle kuvvetle etkileşime girdiğini tespit etti:

burada b iletkenler arasındaki mesafedir, аk ise birim sistemine bağlı orantı katsayısıdır.

Ampere yasasının orijinal ifadesi, manyetik alanı karakterize eden herhangi bir niceliği içermiyordu. Daha sonra akımların etkileşiminin bir manyetik alan aracılığıyla gerçekleştiğini ve bu nedenle yasanın manyetik alanın özelliğini içermesi gerektiğini anladık.

Modern SI gösteriminde Ampere yasası şu formülle ifade edilir:

Manyetik alan düzgün ise ve iletken manyetik alan çizgilerine dik ise, o zaman

burada I = qnυ dr S – S kesitli bir iletkenden geçen akım.

F kuvvetinin yönü, vektör çarpımının yönü veya sol el kuralı (ki bu da aynı şeydir) tarafından belirlenir. Parmakları birinci vektör yönünde yönlendiriyoruz, ikinci vektör avuç içine girmeli ve başparmak vektör çarpımının yönünü göstermelidir.

Ampere yasası hızlara bağlı temel kuvvetlerin ilk keşfidir. Güç harekete bağlıdır! Bu daha önce olmadı.

10.2. İki paralel sonsuz iletkenin akımla etkileşimi.

İletkenler arasındaki mesafe b olsun. Sorun şu şekilde çözülmelidir: I 2 iletkenlerinden biri manyetik alan oluşturur, ikincisi I 1 bu alanın içindedir.

Akım I 2'nin ondan b mesafesinde yarattığı manyetik indüksiyon:

B 2 = µ 2 0 π ben b 2 (10.2.1)

Eğer I 1 ve I 2 aynı düzlemde yer alıyorsa, o zaman B 2 ile I 1 arasındaki açı düzdür, dolayısıyla

(tabii ki, ilk iletkenin yanından ikinciye tam olarak aynı kuvvet etki eder). Ortaya çıkan kuvvet bu kuvvetlerden birine eşittir! Eğer bu iki iletken

üçüncüyü etkiliyorsa, B 1 ve B 2 manyetik alanlarının vektörel olarak eklenmesi gerekir.

10.3. Manyetik alanın akım taşıyan bir çerçeve üzerindeki etkisi.

Akımı I olan çerçeve, düzgün bir B manyetik alanı içindedir; α, n ile B arasındaki açıdır (normalin yönü, girdap kuralına göre akımın yönü ile ilişkilidir).

L uzunluğundaki bir çerçevenin yan tarafına etki eden Amper kuvveti şuna eşittir:

F1 = IlB(Bl).

Aynı kuvvet l uzunluğunun diğer tarafına da etki etmektedir. Sonuç, bir "kuvvet çifti" veya "tork"tur.

M = F1 h = IlB bsinα,

burada kol h = bsinα. lb = S çerçevenin alanı olduğundan şunu yazabiliriz:

M = IBS sina = Pm sina.

Manyetik indüksiyon ifadesini buraya yazmıştık:

burada M kuvvetin torkudur, P ise manyetik momenttir.

Manyetik indüksiyon B'nin fiziksel anlamı, manyetik alanın, boyunca aktığı birim uzunluktaki bir iletkene etki ettiği kuvvete sayısal olarak eşit bir miktardır.

birim akım. B = ben F l ; İndüksiyon boyutu [B] = A N m. .

Böylece, bu torkun etkisi altında çerçeve n r ||B olacak şekilde dönecektir. B uzunluğunun kenarları da Amper F 2 kuvvetinden etkilenir - çerçeveyi uzatır vb.

Kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yönde olduğundan çerçeve hareket etmez, bu durumda M = 0, kararlı bir denge durumudur

N ve B antiparalel olduğunda, M = 0 (kol sıfır olduğundan), bu kararsız bir denge durumudur. Çerçeve küçülür ve biraz hareket ederse hemen görünür

n r ||B olacak şekilde dönecek şekilde torklayın (Şekil 10.4).

Homojen olmayan bir alanda çerçeve dönecek ve daha güçlü bir alana doğru uzanacaktır.

10.4. Manyetik büyüklüklerin ölçü birimleri.

Tahmin edebileceğiniz gibi, akımın birimi olan Amper'i belirlemek için kullanılan Ampere yasasıdır.

Yani Amper, biri diğerinden bir vakumda bir metre uzaklıkta bulunan, sonsuz uzunlukta ve ihmal edilebilecek kadar küçük kesitli iki paralel düz iletkenden geçen sabit büyüklükte bir akımdır.

bu iletkenler arasında 2 10 − 7 Nm'lik bir kuvvete neden olur.

Bir Tesla 1 T = 104 Gauss.

Gauss, Gauss birim sisteminde (GUS) bir ölçü birimidir.

1 T (bir tesla, düzgün bir manyetik alanın manyetik indüksiyonuna eşittir; burada) 1 Nm'lik bir tork, 1 A m2 manyetik momente sahip bir akıma sahip düz bir devreye etki eder.

B ölçü birimi, adını çok sayıda buluşu olan Sırp bilim adamı Nikola Tesla'dan (1856 - 1943) almıştır.

Başka bir tanım: 1 T, alanın yönüne dik 1 m2'lik bir alan boyunca manyetik akının 1 Wb olduğu manyetik indüksiyona eşittir.

Manyetik akı ölçüm birimi Wb, adını Halle, Göttingham ve Leipzig'deki üniversitelerde profesör olan Alman fizikçi Wilhelm Weber'in (1804 - 1891) onuruna almıştır.

Daha önce de söylediğimiz gibi, S yüzeyinden geçen manyetik akı Ф, manyetik alanın özelliklerinden biridir (Şekil 10.5)