安培定则(物理学定理)
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安培定则(物理学定理)
带你了解安培定则
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安培定则
安培定律⼀般指安培定则
安培定则(Right hand grip rule)是表⽰电流和电流激发磁场的磁感线⽅向间关系的定则,⼜称右⼿螺旋定则。
通电直导线中的安培定则(安培定则⼀):⽤右⼿握住通电直导线,让⼤拇指指向电流的⽅向,那么四指的指向就是磁感线的环绕⽅向;通电螺线管中的安培定则(安培定则⼆):⽤右⼿握住通电螺线管,让四指指向电流的⽅向,那么⼤拇指所指的那⼀端是通电螺线管的N极。
中⽂名安培定则
外⽂名Right hand grip rule
别称右⼿螺旋定则
表达式df=IdL×B
提出者安德烈·玛丽·安培
应⽤学科物理
适⽤领域范围物理电磁学、电动⼒学
简便记法上左下右
含义表⽰电流和电流激发磁场的磁感线⽅向间关系的定则
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基本定义
安培定则直线电流的安培定则对⼀⼩段直线电流也适⽤。
环形电流可看成多段⼩直线电流组成,对每⼀⼩段直线电流⽤直线电流的安培定则判定出环形电流中⼼轴线上磁感强度的⽅向。
叠加起来就得到环形电流中⼼轴线上磁感线的⽅向。
直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产⽣的磁场也适⽤,这时电流⽅向与正电荷运动⽅向相同,与负电荷运动⽅向相反。
在H.C.Oersted电流磁效应实验及其他⼀系列实验的启发下,A.-M.安培认识到磁现象的本质是电流,把涉及电流、磁体的各种相互作⽤归结为电流之间的相互作⽤,提出了寻找电流元相互作⽤规律的基本问题。
为了克服孤⽴电流元⽆法直接测量的困难,安培精⼼设计了4个⽰零实验并伴以缜密的理论分析,得出了结果。
但由于安培对电磁作⽤持超距作⽤观念,曾在理论分析中强加了两电流元之间作⽤⼒沿连线的假设,期望遵守⽜顿第三定律(两个物体之间的作⽤⼒和反作⽤⼒,总是同时在同⼀条直线上,⼤⼩相等,⽅向相反。
),使结论有误。
上述公式是抛弃错误的作⽤⼒沿连线的假设,经修正后的结果。
应按近距作⽤观点理解为,电流元产⽣磁场,磁场对其中的另⼀电流元施以作⽤⼒。
此定则的发现使⼈类更进⼀步的掌握了电学原理,为现代社会科技提供了理论基础。
安培定律与库仑定律相当,是磁作⽤的基本实验定律,它决定了磁场的性质,提供了计算电
流相互作⽤的途径。
右⼿螺旋定则:
1、假设⽤右⼿握住通电导线,⼤拇指指向电流⽅向,那么弯曲的四指就表⽰导线周围的磁场⽅向。
2、假设⽤右⼿握住通电螺线管,弯曲的四指指向电流⽅向,那么⼤拇指的指向就是通电螺线管
内部的磁场⽅向。
基本公式
安培定则电流元I1dL1对相距r12的另⼀电流元I2dL2的作⽤⼒df12为:
df12= I2dL2× [(µ0/ 4π)(I1dL1×r12/r123)]
式中dL1、dL2的⽅向都是电流的⽅向;r21是从I2dL2指向I1dL1的径⽮。
电流元之间的安培⼒公式可分为两部分。
其⼀是电流元I2dL2在电流元I1dL1(即上述r21)处产⽣的磁场为
dB= (µ0/ 4π)(I2dL2×r21/r213)
这是毕奥-萨伐尔定律。
其⼆是电流元I1dL1在磁场dB中受到的作⽤⼒df21为:
df=IdL×B
后者即电流元在磁场中的安培⼒公式。
发现过程
安培定则
在奥斯特通过著名的“奥斯特实验”发现电流的磁效应后,法国物理学家安培⼜进⼀步做了⼤量实验,研究了磁场⽅向与电流⽅向之间的关系,并总结出安培定则,也叫做右⼿螺旋定则。