Сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле, определяется по формуле:
[ F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin \theta ]
где:
- ( F ) — сила Ампера,
- ( B ) — магнитная индукция,
- ( I ) — сила тока,
- ( L ) — длина проводника,
- ( \theta ) — угол между направлением тока и направлением магнитного поля.
В данном случае проводник помещен перпендикулярно линиям магнитного поля, следовательно, угол (\theta) равен (90^\circ), и (\sin 90^\circ = 1). Таким образом, формула упрощается до:
[ F = B \cdot I \cdot L ]
Теперь рассмотрим изменения, которые произойдут при изменении силы тока и индукции магнитного поля:
- Сила тока ( I ) уменьшается в 3 раза. Обозначим первоначальную силу тока как ( I_0 ), тогда новая сила тока станет:
[ I_{\text{нов}} = \frac{I_0}{3} ]
- Индукция магнитного поля ( B ) увеличивается в 3 раза. Обозначим первоначальную индукцию как ( B_0 ), тогда новая индукция станет:
[ B_{\text{нов}} = 3B_0 ]
Теперь подставим новые значения в формулу для силы Ампера:
[ F{\text{нов}} = B{\text{нов}} \cdot I_{\text{нов}} \cdot L ]
Подставим ( B{\text{нов}} ) и ( I{\text{нов}} ):
[ F_{\text{нов}} = (3B_0) \cdot \left(\frac{I_0}{3}\right) \cdot L ]
Упростим выражение:
[ F_{\text{нов}} = 3B_0 \cdot \frac{I0}{3} \cdot L ]
[ F{\text{нов}} = B_0 \cdot I_0 \cdot L ]
Мы видим, что новая сила ( F_{\text{нов}} ) равна первоначальной силе ( F_0 ):
[ F_{\text{нов}} = F_0 ]
Таким образом, сила Ампера, действующая на проводник, не изменится. Это происходит потому, что уменьшение силы тока в 3 раза и увеличение магнитной индукции в 3 раза компенсируют друг друга.