قانون نیروی آمپر

در الکترومغناطیس، قانون فیزیکی حاکم بر نیروی رانش یا ربایش بین دو سیم حامل جریان را اغلب قانون نیروی آمپر می‌نامند. عامل اصلی به وجود آمدن نیرو، تولید میدان مغناطیسی توسط هر یک سیم‌ها مطابق قانون بیوساوار و اعمال نیروی مغناطیسی از طرف میدان بر سیم‌ها مطابق نیروی لورنتس است

 معادله 
یک مثال ساده برای قانون نیروی آمپر، که زمینه‌ساز تعریف یکای آمپر در دستگاه بین‌المللی یکاها است، مربوط به نیروی وارد بر یکای طول دو هادی موازی است:
،
که در آن: ثابت نیروی مغناطیسی است و r فاصلهٔ بین سیم‌ها. I1 و I2 جریان مستقیمی است که هادی‌ها در بر دارند. این فرمول می‌تواند برای طول‌های محدود تقریب خوبی باشد، به شرط اینکه فاصلهٔ بین سیم‌ها نسبت به طولشان ناچیز و نسبت به قطرشان بزرگ باشد. مقدار kA بستگی به دستگاه یکای مورد استفاده دارد و بزرگی یکای جریان را تعیین می‌کند. در دستگاه بین‌المللی یکاها: (یادکرد دست دوم از ویکی انگلیسی) (یادکرد دست دوم از ویکی انگلیسی)

که در آن μ0 ثابت تراوایی خلاء است و در اس‌آی به صورت زیر تعریف می‌شود:BIPM definition (یادکرد دست دوم از ویکی انگلیسی) (یادکرد دست دوم از ویکی انگلیسی)

 N / (A)2.

بنابراین در خلاء نیروی وارد بر یکای طول دو هادی موازی که در فاصلهٔ ۱متری از یکدیگر قرار دارند و حامل جریان ۱ آمپر هستند دقیقاً برابر خواهد شد با:

 N/m.

فرمول کلی برای محاسبهٔ نیروی مغناطیسی بین اشکال مختلف هندسی با استفاده از انتگرال خطی و ترکیب قوانین بیوساوار و نیروی لورنتس به صورت زیر در یک معادله قابل تعریف است:The integrand of this expression appears in the official documentation regarding definition of the ampere BIPM SI Units brochure, 8th Edition, p. 105 (یادکرد دست دوم از ویکی انگلیسی)
 (یادکرد دست دوم از ویکی انگلیسی)Ampère's Force Law   Scroll to section "Integral Equation" for formula.  (یادکرد دست دوم از ویکی انگلیسی)

که در آن
  نیروی کل واردشده بر سیم ۱ از طرف سیم ۲ است (معمولاً بر حسب نیوتون اندازه‌گیری می‌شود)،
 I1 و I2 جریان‌های سیم‌های ۱ و ۲ هستند (معمولاً بر حسب آمپر اندازه‌گیری می‌شوند)،
 انتگرال دوگانهٔ خطی، مجموع نیروهای وارد بر هر جزء از سیم ۱، ناشی از میدان مغناطیسی هر جزء از سیم ۲ را محاسبه می‌کند،
  و  بردارهای بی‌نهایت کوچکی هستند که به ترتیب مربوط به سیم ۱ و سیم ۲ می‌شوند (معمولاً بر حسب متر اندازه‌گیری می‌شوند)؛ برای جزئیات بیشتر انتگرال خطی را ببینید،
 بردار  بردار واحد اشاره‌کننده از جزء دیفرانسیلی سیم یک به جزء دیفرانسیلی سیم ۲ است، و |r| فاصلهٔ بین این دو،
 ضرب × از نوع ضرب برداری است،
 علامت In بستگی به سمت‌گیری  دارد (برای نمونه، اگر  به سمت جریان الکتریکی اشاره داشته باشد، آن‌گاه I1>0).

برای محاسبهٔ نیروی بین دو سیم واقع در محیط مادی، ثابت تراوایی خلاء را با مقدار واقعی تراوایی مغناطیسی محیط جایگزین می‌کنند.

 جستارهای وابسته 
 آمپر (یکا)
 ثابت تراوایی خلاء
 نیروی لورنتس
 قانون آمپر
 خلأ

 منابع 

 Wikipedia contributors, "Ampère's force law," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ampère's_force_law&oldid=549020265 (accessed April 27, 2013).

رده:الکترواستاتیک
رده:مغناطیس ساکن
رده:مفاهیم فیزیکی