1. 4. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
4.3. Ηλεκτρομαγνθτικι δφναμθ
α) Δφναμθ ςε ρευματοφόρο αγωγό από ομογενζσ
μαγνθτικό πεδίο
Μζςα ςε ομογενζσ μαγνθτικό πεδίο φζρνουμε ζναν
αγωγό μικουσ ℓ τα άκρα του οποίου ςυνδζονται μζςω
διακόπτθ Δ με θλεκτρικι πθγι.
Προςανατολίηουμε τον αγωγό κάκετα ςτισ δυναμικζσ γραμμζσ και τον κρεμάμε ςε ζνα
δυναμόμετρο ακρίβειασ και διαβάηουμε τθν ζνδειξι του που είναι ίςθ με το βάροσ του
αγωγοφ.
Βλζπουμε ότι θ ζνδειξθ του δυναμόμετρου είναι ίδια είτε ο αγωγόσ είναι μζςα είτε ζξω από
το πεδίο.
Στθ ςυνζχεια, κλείνουμε το διακόπτθ Δ οπότε ο αγωγόσ διαρρζεται από ρεφμα ζνταςθσ I
μζςα ςτο κφκλωμα. Παρατθροφμε, τότε, ότι το δυναμόμετρο κα δείξει μία νζα μεγαλφτερθ
ζνδειξθ. Βγάηοντασ τον αγωγό από το πεδίο το δυναμόμετρο δείχνει τθν αρχικι ζνδειξθ, αν
και ο αγωγόσ διαρρζεται από ρεφμα.
Συμπεραίνουμε, επομζνωσ, ότι το μαγνθτικό πεδίο αςκεί ςτο ρευματοφόρο αγωγό μία
δφναμθ F ομόρροπθ του βάρουσ του, το μζτρο τθσ οποίασ υπολογίηουμε εφκολα από τθ
διαφορά των ενδείξεων του δυναμόμετρου.

2. 4. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
4.3. Ηλεκτρομαγνθτικι δφναμθ
Τθ δφναμθ αυτι ονομάηουμε δφναμθ Laplace.
Αν ςτθ ςυνζχεια μζςα από τον αγωγό διαβιβάςουμε
ρεφμα διπλάςιασ ζνταςθσ, διαπιςτϊνουμε με τθ
βοικεια του δυναμόμετρου, ότι διπλαςιάηεται θ
δφναμθ που ενεργεί ςτον αγωγό από το μαγνθτικό
πεδίο.
Το ίδιο διαπιςτϊνουμε ότι ςυμβαίνει, αν διπλαςιάςουμε το μικοσ ℓ του αγωγοφ που βρίςκεται
μζςα ςτο μαγνθτικό πεδίο κρατϊντασ τθν ζνταςθ I του ρεφματοσ ςτακερι.
Συνεχίηοντασ να πειραματιηόμαςτε με τθ διάταξι μασ αλλάηουμε τθ φορά του ρεφματοσ.
Διαβάηοντασ τθν ζνδειξθ του δυναμόμετρου παρατθροφμε ότι είναι μικρότερθ από το βάροσ
του αγωγοφ. Για να ςυμβεί αυτό πρζπει ςτο ρευματοφόρο αγωγό να αςκθκεί μία δφναμθ από
κάτω προσ τα πάνω, να ζχει δθλαδι αντίκετθ φορά προσ τθν αρχικι.
Στθ ςυνζχεια αρχίηουμε να ςτρίβουμε τον αγωγό, ζτςι ϊςτε να είναι ςυνεχϊσ οριηόντιοσ
ςχθματίηοντασ με τισ δυναμικζσ γραμμζσ γωνία φ, παρατθροφμε ότι θ δφναμθ Laplace
ελαττϊνεται και τελικά αυτι μθδενίηεται όταν ο ρευματοφόροσ αγωγόσ γίνει παράλλθλοσ με
τισ δυναμικζσ γραμμζσ

3. 4. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
4.3. Ηλεκτρομαγνθτικι δφναμθ
Κρεμάμε το ρευματοφόρο αγωγό κάκετα ςτισ
δυναμικζσ γραμμζσ ενόσ ςωλθνοειδοφσ. Αν
διπλαςιάςουμε τθν ζνταςθ του ρεφματοσ που
διαρρζει το ςωλθνοειδζσ, γνωρίηουμε ςφμφωνα
με τθ ςχζςθ B = kμ·4·π·n·I ότι διπλαςιάηεται και θ
ζνταςθ του μαγνθτικοφ πεδίου ςτο εςωτερικό του
ςωλθνοειδοφσ.
Συνοψίηοντασ όλα τα παραπάνω εξάγεται ο ακόλουκοσ νόμοσ του Laplace.
Όταν ζνασ ευκφγραμμοσ ρευματοφόροσ αγωγόσ μικουσ ℓ βρεκεί μζςα ςε ομογενζσ μαγνθτικό
πεδίο, τότε αναπτφςςεται ςτον αγωγό μία θλεκτρομαγνθτικι δφναμθ.
Το μζτρο τθσ δφναμθσ F είναι ανάλογο: με το μικοσ ℓ του ρευματοφόρου αγωγοφ που
βρίςκεται μζςα ςτο μαγνθτικό πεδίο, με τθν ζνταςθ I του ρεφματοσ που διαρρζει τον αγωγό, με
τθν ζνταςθ Β του μαγνθτικοφ πεδίου, επίςθσ, εξαρτάται από τθ γωνία φ που ςχθματίηει ο
αγωγόσ με τθ διεφκυνςθ των δυναμικϊν γραμμϊν.
F = B·I·θμφ·ℓ
Με τθ βοικεια του δυναμόμετρου βλζπουμε ότι διπλαςιάηεται και θ δφναμθ που δζχεται
αυτόσ από το μαγνθτικό πεδίο. Διαπιςτϊνουμε επίςθσ ότι το γινόμενο B·I·ℓ αρικμθτικά είναι
ίςο με τθ δφναμθ που δζχεται ο αγωγόσ από το μαγνθτικό πεδίο.

4. 4. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
4.3. Ηλεκτρομαγνθτικι δφναμθ
Η δφναμθ Laplace ζχει διεφκυνςθ κάκετθ ςτο επίπεδο που ορίηεται από τον αγωγό και τθ
διεφκυνςθ των δυναμικϊν γραμμϊν, φορά που κακορίηεται με τον κανόνα των τριϊν δακτφλων
του δεξιοφ χεριοφ, ςθμείο εφαρμογισ το μζςον του τμιματοσ του αγωγοφ που βρίςκεται μζςα
ςτο μαγνθτικό πεδίο.
Ένασ άλλοσ τρόποσ εφρεςθσ τθσ φοράσ τθσ δφναμθσ Laplace είναι θ τεχνικι τθσ δεξιάσ
παλάμθσ. Η διεφκυνςθ τθσ δφναμθσ είναι κάκετθ ςτο επίπεδο τθσ παλάμθσ

5. 4. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
4.3. Ηλεκτρομαγνθτικι δφναμθ
Οριςμόσ ζνταςθσ ομογενοφσ μαγνθτικοφ πεδίου
Για να ορίςουμε τθν ζνταςθ του θλεκτρικοφ πεδίου, ςαν υπόκεμα κεωροφμε το θλεκτρικό
φορτίο, για να ορίςουμε τθν ζνταςθ του βαρυτικοφ πεδίου, ςαν υπόκεμα κεωροφμε τθ μάηα.
Στο μαγνθτιςμό όμωσ, για να ορίςουμε τθν ζνταςθ, εδϊ και χρόνια, ζχει εγκαταλειφτεί θ
ζννοια τθσ ποςότθτασ μαγνθτιςμοφ και ςαν υπόκεμα κεωροφμε το κινοφμενο θλεκτρικό
φορτίο.
Ο οριςμόσ του μζτρου τθσ ζνταςθσ του μαγνθτικοφ πεδίου προκφπτει από τον τφπο του νόμου
του Laplace.
Το μζτρο τθσ ζνταςθσ μαγνθτικοφ πεδίου είναι ίςο με το πθλίκο τθσ δφναμθσ Laplace που
αςκείται ςε ευκφγραμμο ρευματοφόρο αγωγό προσ το γινόμενο τθσ ζνταςθσ I του ρεφματοσ
επί το μικοσ ℓ του αγωγοφ που βρίςκεται μζςα ςε μαγνθτικό πεδίο, όταν αυτόσ τοποκετθκεί
κάκετα ςτισ δυναμικζσ γραμμζσ, δθλαδι:

6. 4. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
4.3. Ηλεκτρομαγνθτικι δφναμθ
Οριςμόσ ζνταςθσ ομογενοφσ μαγνθτικοφ πεδίου
Τθν κατεφκυνςθ τθσ ζνταςθσ του μαγνθτικοφ πεδίου βρίςκουμε
όπωσ ιδθ γνωρίηουμε με τθ βοικεια μίασ μαγνθτικισ βελόνασ.
Η μονάδα μζτρθςθσ τθσ ζνταςθσ του μαγνθτικοφ πεδίου
ονομάηεται Tesla προσ τιμι του Κροάτθ φυςικοφ και εφευρζτθ
Nicola Tesla (1856-1943) και ςυμβολίηεται με 1Τ.
Ένα Tesla είναι θ ζνταςθ του ομογενοφσ μαγνθτικοφ πεδίου
το οποίο αςκεί δφναμθ 1Ν ςε ευκφγραμμο αγωγό, που ζχει
μικοσ 1m, όταν διαρρζεται από ρεφμα ζνταςθσ 1Α και
βρίςκεται μζςα ςτο πεδίο τζμνοντασ κάκετα τισ δυναμικζσ
γραμμζσ του.