Page 140 - 6376
P. 140
де визначається формулою (10). Провівши розрахунок, виявляється, що для довільної
форми контуру зі струмом цей момент сил можна представити як
= , , (18)
де – магнітний момент контуру (для плоского контуру = ). Якщо виток не
плоский, то його магнітний момент = , де інтеграл береться по поверхні ,
натягнутій на контур зі струмом. Цей інтеграл не залежить від вибору поверхні , а залежить
тільки від контуру, на який вона натягнута.
З формули (18) видно, що момент амперових сил, які діють на контур зі струмом в
однорідному магнітному полі, перпендикулярний як до вектора , так і вектора . Модуль
вектора дорівнює = sin , – кут між векторами і . Коли ↑↑ , момент
сил = 0, і положення контуру буде стійким. Якщо ↑↓ , то також = 0, але таке
положення контуру буде нестійким: найменше відхилення від цього положення призведе до
появи моменту сил, який намагатиметься відхилити контур ще більше від початкового
положення.
У зовнішньому неоднорідному полі елементарний контур зі струмом буде
повертатися до положення стійкої рівноваги (при якому ↑↑ ) і, крім того, під дією
результуючої сили втягуватися туди, де індукція більша.
Приклад. Розглянемо плоский прямокутний контур зі струмом. Як видно з рис. 12,
сили, які діють на сторони , перпендикулярні до них і вектора , тому ці сили напрямлені
горизонтально і намагаються тільки розтягнути контур (або стиснути). Сторони
перпендикулярні до , тому на кожну з них діє сила
= . (19)
Ці сили намагаються повернути контур так, щоб його вектор був співнапрямлений з
вектором . Отже, на контур діє пара сил, момент якої дорівнює добутку плеча пари sin
на , тобто
= sin . (20)
Враховуючи, що – це площа, обмежена контуром, і = , отримаємо