§ 55. Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки

Проводник с током, помещённый в магнитное поле, может перемещаться под действием магнитной силы. Это наблюдают, например, у подвижной рамки между полюсами магнита. Когда цепь замыкают, рамка отклоняется; при отключении тока действие, связанное с током, исчезает. Если изменить направление тока или поменять местами полюсы магнита, направление силы изменится. Таким образом, результат определяется не только наличием поля, но и направлением движения зарядов в проводнике.

Для определения направления силы используют правило левой руки. Левую ладонь располагают так, чтобы магнитные линии входили в неё, а четыре вытянутых пальца указывали условное направление тока. Отставленный под прямым углом большой палец показывает направление силы, действующей на проводник. В простом школьном случае ток и поле взаимно перпендикулярны. Сила при этом направлена поперёк обоих направлений, поэтому нельзя считать, что проводник обязательно движется вдоль линий поля.

Магнитное действие на проводник объясняется действием поля на движущиеся заряженные частицы внутри него. Для положительной частицы четыре пальца направляют по её движению, для отрицательной — против движения. Поэтому электрон и положительный ион при одинаковых скоростях отклоняются в противоположные стороны. Если движение частицы или ток в прямом проводнике направлены вдоль магнитных линий, соответствующая магнитная сила равна нулю. Наличие поля не означает одинакового действия при любой ориентации.

Чтобы решить задачу на направление, сначала отмечают северный и южный полюсы магнита и определяют направление поля между ними. Затем устанавливают условное направление тока по схеме источника, после чего применяют правило левой руки. Не следует путать его с правилом буравчика: буравчик определяет поле, созданное током, а левая рука — силу действия уже заданного поля на ток. Этот принцип используется в электродвигателях и измерительных приборах, где электрическая энергия через магнитное взаимодействие вызывает механическое движение.