На столе лежит рамка из гибкой лёгкой проволоки. Магнитное поле направлено сверху вниз (рис. 309). Какую форму примет виток, если пропустить ток так, как показано на рисунке; если изменить направление тока? Проверьте на опыте.

рис. 309

Для понимания, какую форму примет виток из проволоки в магнитном поле, нужно рассмотреть взаимодействие электрического тока с магнитным полем. Это явление описывается законом Ампера и правилом левой руки для силы Лоренца.

1. Сила Ампера: Если проводник с током находится в магнитном поле, на него действует сила, величина и направление которой зависят от величины тока, индукции магнитного поля и угла между направлением тока и магнитного поля. Формула для силы Ампера: $ F = I \cdot L \cdot B \cdot \sin(\alpha) $, где:

   • $ F $ — сила (Ньютон),
   • $ I $ — сила тока (Ампер),
   • $ L $ — длина проводника в магнитном поле (метр),
   • $ B $ — индукция магнитного поля (Тесла),
   • $ \alpha $ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

2. Правило левой руки: Чтобы определить направление силы, можно использовать правило левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре пальца указывали направление тока, то отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующей на проводник.

3. Изменение формы витка:

   • При данном направлении тока: Если ток течет согласно рисунку, на разные части рамки будут действовать силы в разные стороны. Эти силы будут стремиться изменить форму рамки, изгибая её в зависимости от направления и величины силы.
   • Если изменить направление тока: Направление силы на каждую часть рамки изменится на противоположное, что приведет к изменению формы витка в другую сторону.

4. Экспериментальная проверка: Чтобы убедиться в теоретических предположениях, можно провести опыт, пропуская ток через рамку в магнитном поле и наблюдая за изменениями её формы.

Таким образом, анализируя взаимодействие тока и магнитного поля, можно предсказать деформацию рамки.