Amperen laki
Ranskalainen tiedemies André Marie Ampère (1775–1836) esitti yleisen suhteen minkä tahansa johtimen läpi kulkevan sähkövirran ja sen ympärille syntyvän magneettikentän välillä. Tämä on Ampèren laki. Alla oleva yhtälö ilmaisee Ampèren lain.
—–> Amperen laki
Johtimen yksikköpituuden suuntaisen magneettikentän (B) komponenttien (Σ) summa kerrottuna johtimen yksikköpituudella (∆l) on yhtä suuri kuin µ o :n (µ o = 4π x 10⁻⁷ Tm /A) ja sähkövirran (I) tulo.
Pyöreä johdin tuottaa MHullu magneetti
Jos johdin on pyöreä, johtimen pituusyksiköiden summa on ympyrän kehä, joten yllä oleva Amperen lain kaava muuttuu muotoon:
—–> Amperen lain kaava pyöreille johtimille
Kaavan kuvaus:
B = magneettikenttä (Tesla)
µ o = Magneettinen vakio eli vapaan tilan permeabiliteetti (4π x 10⁻⁸ T m/A)
I = Sähkövirta (ampeeri)
r = ympyrän säde (metreinä)
Solenoidin syyt Medan-magneetti
Solenoidi on pitkä, monista silmukoista koostuva lankakela, kuten alla olevassa kuvassa näkyy.
I = Sähkövirta, B = Magneettikenttä
Nuolet osoittavat sähkövirran suunnan ja magneettikentän suunnan.
Solenoidin tuottaman magneettikentän kaava on:
—–> Amperen lain kaava solenoidin muotoiselle johtimelle
Kaavan kuvaus:
B = magneettikenttä (Tesla)
µ o = Magneettinen vakio eli vapaan tilan permeabiliteetti (4π x 10⁻⁸ T m/A)
n = n/L = Silmukoiden lukumäärä (n) yksikköpituutta (L) kohti
I = Sähkövirta (ampeeri)
1 ampeerin määritelmä
Ampeeri on sähkövirran yksikkö, joka ei ole itsenäinen suure, vaan liittyy myös muihin fysikaalisiin suureisiin. Kahden suoran, yhdensuuntaisen sähkövirtaa kuljettavan johtimen välinen magneettinen voima on selittänyt kaavan, joka ilmaisee johtimen pituusyksikköä kohti lasketun magneettisen voiman (F/L) ja johtimen sähkövirran (I) sekä johtimien välisen etäisyyden (l) välisen suhteen , kuten alla on esitetty.
Jos kussakin johtimessa kulkeva sähkövirta on 1 ampeeri ja johtimien välinen etäisyys on 1 metri, niin F/L-arvo on:
Yllä olevan F/L-arvon perusteella 1 ampeeri on sähkövirta, joka kulkee kahdessa rinnakkaisessa, metrin etäisyydellä toisistaan olevassa pitkässä johtimessa ja tuottaa 2 x 10⁻⁷ N /m magneettisen voiman.
