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右手螺旋定則 |
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安培定則，也叫右手定則，是表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關係的定則。通電直導線中的安培定則（安培定則一）：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向，那麼四指的指向就是磁感線的環繞方向；通電螺線管中的安培定則（安培定則二）：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那麼大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。基本定義 性質直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環形電流可看成多段小直線電流組成，對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環形電流中心軸線上磁感強度的方向。疊加起來就得到環形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的，環形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導出 ，直線電流的安培定則對電荷作直線運動產生的磁場也適用，這時電流方向與正電荷運動方向相同，與負電荷運動方向相反。 在HCOersted電流磁效應實驗及其他一系列實驗的啟發下，A.-M.安培認識到磁現象的本質是電流，把涉及電流、磁體的各種相互作用歸結為電流之間的相互作用，提出了尋找電流元相互作用規律的基本問題。為了克服孤立電流元無法直接測量的困難，安培精心設計了4個示零實驗並伴以縝密的理論分析，得出了結果。但由於安培對電磁作用持超距作用觀念，曾在理論分析中強加了兩電流元之間作用力沿連線的假設，期望遵守牛頓第三定律（兩個物體之間的作用力和反作用力，總是同時在同一條直線上，大小相等，方向相反。），使結論有誤。上述公式是拋棄錯誤的作用力沿連線的假設，經修正後的結果。應按近距作用觀點理解為，電流元產生磁場，磁場對其中的另一電流元施以作用力。此定則的發現使人類更進一步的掌握了電學原理，為現代社會科技提供了理論基礎。 安培定律與庫侖定律相當，是磁作用的基本實驗定律，它決定了磁場的性質，提供了計算電流相互作用的途徑。 右手螺旋定則：1、假設用右手握住通電導線，大拇指指向電流方向，那麼彎曲的四指就表示導線周圍的磁場方向。 2、假設用右手握住通電螺線管，彎曲的四指指向電流方向，那麼大拇指的指向就是通電螺線管內部的磁場方向。 安培力公式 電流元I1dι 對相距γ12的另一電流元I2dι 的作用力df12為： μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12) 4π γ123 式中dι1、dι2的方向都是電流的方向；γ12是從I1dι 指向I2dι 的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι（即上述I1dι ）在γ（即上述γ12）處產生的磁場為 μ0 Idι × γ dB = 4π γ3 這是畢薩拉定律。其二是電流元Idl（即上述I2dι2）在磁場B中受到的作用力df（即上述df12）為： df = Idι × B 安培定律公式：公式中的積分為圍道積分，等號右側的電流為流入閉合面內的電流的代數和。 μ0為常數，μ0 = 4π*10^-7。 發現過程 在奧斯特發現電流的磁效應後，法國物理學家安培又進一步做了大量實驗，研究了磁場方向與電流方向之間的關係，並總結出安培定則，也叫做右手螺旋定則。 主要應用 右手定則可以用來找到兩個矢量的叉積的方向。由於這用途，在物理學裡，每當叉積出現時，就可以使用右手定則。以下列出一些物理量，它們的方向可以用右手定則找出： 一個正在進行轉動運動的物體，其角速度和此物體內部任何一點的轉動速度。 施加作用力於某位置所造成的力矩。 載流導線在四周所產生的磁場。 隨著時間的演進而變化的電通量也會生成磁場。 移動於磁場的帶電粒子所感受到的洛倫茲力。 移動於磁場的導體，因為動生電動勢而產生的感應電流。 流體在任意位置的渦度。 [1] 由旋轉設定的方向 |
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