Максимальний крутний магнітний момент, фізика

Мал. 6.8. Обертає дію маг-нітних поля на виток зі струмом

Дія магнітного поля на виток зі струмом дозволяє використовувати його і для визначення модуля магнітної індукції. Поворачивание витка в магнітному полі свідчить про те, що на нього діють щонайменше дві сили. Равнодействующие цих сил буде докладено в точках A і B (рис. 6.8). Момент, що обертає. діючий на виток, буде дорівнює добутку однієї з цих сил F̅ на радіус витка r. Цей момент не обов'язково розраховувати. Його можна виміряти за допомогою спіральної пружини або іншого чутливого пристрої для вимірювання механічного моменту, з'єднаних з витком.

Досліди показують, що виток зі струмом в магнітному полі завжди повертається так, що напрямок його нормалі n̅ збігається з напрямком магнітної індукції досліджуваного поля B̅. Очевидно, що в цьому випадку крутний момент буде дорівнює нулю. Він буде мати максимальне значення тоді, коли кут між магнітною індукцією B̅ і нормаллю n̅ буде дорівнює 90 °.

Магнітну індукцію можна визначити по силовому дії магнітного поля на виток зі струмом.

Не зраджуючи сили струму в провіднику, досліджуємо, як залежить значення максимального крутного моменту від параметрів витка.

Розташувавши виток на певній відстані від провідника зі струмом, виміряємо максимальний крутний момент Mmax для певного значення сили струму в витку I1. Збільшимо силу струму в витку в два рази. При I2 = 2I1 максимальний механічний момент буде дорівнює Mmax2 = 2Mmax1. Те ж саме будемо спостерігати при збільшенні сили струму в 3, 4, 5 разів. Таким чином, максимальне значення крутного моменту. який діє на виток зі струмом, буде пропорційним силі струму в витку

Якщо замінити даний виток іншим, з більшою або меншою площею Sвіт. то зауважимо відповідне збільшення або зменшення значення максимального крутного моменту. Таким чином,

максимальний крутний момент, який діє на виток в магнітному полі, пропорційний його площі:

Об'єднавши результати обох етапів дослідження, отримаємо