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磁場對載流導線的作用

作者：佚名    文章來源：本站原創    點擊數：    更新時間：2019-08-05
一 安培力
1.安培力：，寫成矢量式：。
此式既是一個電流元Idl在外磁場B中受力的基本規律，又是定義磁感應強度B的依據。

二 平行無限長直導線間的相互作用

　　　　　　　　　　
如圖：設兩導線的垂直距離為d，其中電流強度分別為I1，I2，電流方向相同,在導線CD上任取電流元I2dl2，其受力dF2 =B1I2dl2 又因為 ,且在導線CD中每一電流元受力方向相同，故其每單位長度所受力為：
　方向:垂直CD指向AB。
同理在導線AB中每單位長度所受力為：方向: 垂直AB指向CD，故兩導線相互吸引。
同樣可證明當兩導線電流方向相反時則兩導線相互相斥。

三 電流電位的規定
在真空中有兩根平行的長直導線，它們之間相距1m，兩導線上電流的流向相同、大小相等。當兩導線每單位長度上的吸引力為 時，導線中流有的電流定義為1A。

四 矩形載流線圈在均勻磁場中所受的力矩
在均勻磁場 中，有一剛性矩形載流線圈abcd，它的邊長分別為l1和l2，電流為I。設 的方向（電流繞行方向的右手螺旋方向）與B方向之間的夾角為 。
　　　　　　　磁場對載流導線的作用
對於導線ad段和bc段，作用力的大小相等、方向相反，並且在同一直線上，所以它們的合力及合力矩都為零。而導線ab段和cd段所受磁場作用力的大小則分別為:。
這兩個力大小相等、方向相反，但不在同一直線上，因此磁場作用在線圈上的磁力矩的大小為:
　　　　
考慮線圈的磁矩 ，則上式矢量表示為:
如果線圈有N匝，那麽其所受的磁力矩應為：
考慮下述幾種特殊情況：
（1）當時，線圈平麵與B垂直，，此時線圈處於穩定平衡狀態；
（2）當時，線圈平麵與B平行， ；
（3）當時，線圈平麵與B垂直，但載流線圈的方向與B的方向相反，M=0，此時線圈是處於不穩定平衡狀態。
　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　不穩定平衡狀態 　　　　　　　　穩定平衡狀態

總之，磁場對載流線圈作用的磁力矩，總是使磁矩M轉到磁感強度B的方向上。
Tags：磁場,載流導線,電磁學  
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