安培定律是物理学中的标准定律之一。根据该定律，“由电流产生的磁场与流过导体的电流大小成正比，其比例常数等于空间的磁导率。”
安培定律是一条基本定律，它建立了电流与其周围磁场之间的联系。让我们在本文中深入探讨安培定律及其应用。
目录
- 安德烈-玛丽·安培
- 安培定律定义
- 安培环路定律定义
- 安培定律公式
- 利用安培定律确定磁场
- 安培定律的应用
安德烈-玛丽·安培 (André-Marie Ampère)
著名的法国物理学家安德烈-玛丽·安培 (André-Marie Ampère) 是第一个提出电流与其产生的磁场之间关系的人。他对载流导线进行了各种实验，并研究了作用在导线上的力。他是迈克尔·法拉第（Michael Faraday，提出了法拉第电磁感应定律）的同时代人。他的定律被证明是学习现代电磁学的基础。
安培定律定义
安培定律是静电学的基本定律之一，它指出导体中的电流会产生磁场。
安培定律指出：
“电流产生的磁场与电流的强度成正比，这里概率常数是自由空间的磁导率。”
解释安培定律的麦克斯韦方程如下所示，
安培环路定律定义
安培环路定律指出，磁场沿闭合回路的线积分等于穿过该回路的电流。
下图展示了安培环路公式，
安培定律公式
安培定律的公式等于磁场沿闭合回路的线积分，其值等于穿过该回路的电流代数和。对于一个流有电流 ‘I‘ 的导体，电流的流动会在导线周围产生磁场，我们可以使用这个公式来计算该磁场。
> \oint\vec{B}.\vec{dl}=μ_oI
安培定律公式中使用的符号
- μo 是磁导率常数，其值为 4π × 10-7 N/A2
- B 是磁场
- I 是流过闭合回路的电流
- L 是回路的长度
对于一根闭合导线，\oint\vec{dl} 的值是 2πr。因此，这种情况下的磁场值为：
> B = μoI/2πr
利用安培定律确定磁场
我们可以使用安培定律来计算距离导线 r 处的磁场。对于一根传导 I 电流的导线，我们可以使用安培定律计算距离 r 处的磁场，并使用右手螺旋定则确定其方向。
为了计算导线周围的磁场，我们在距离导线 r 处画一条假想路径。根据麦克斯韦第二方程，沿此路径对磁场进行积分，得出了导线中包围的电流，即 I。
磁场不随距离 r 的变化而变化。所覆盖的路径长度为 2πr。现在利用安培定律，磁场可以使用下图讨论的公式给出：
安培定律的应用
安培定律的各种应用包括：
- 它用于计算载流导线产生的磁场。
- 安培定律给出了环形螺线管内部的磁场。
- 安培定律给出了导体内部的磁场。
- 它还提供了计算两根导线之间受力的方法。
安培定律例题详解
例题 1：求半径为 0.2 m 的闭合导线的磁场，假设流过它的电流为 2 A。
解：
> 我们已知，
>
> r = 0.2 m
> I = 2 A
> μo = 4π × 10-7
>
> 在本题中，回路的长度为，
>
> \oint\vec{dl}
> = 2πr
> = 2 (22/7) (0.2)
> = 1.25 m
>
> 使用我们讨论过的公式，
>
> B = μoI/2πr
> = (4π × 10-7) (2)/(1.25)
> = 2.011 × 10-6 T
例题 2：求磁…