تعريف آمپر و كولن
تعریف آمپر و كولن
ما در درس الكتریسیته جاری، جریان الكتریكی را به عنوان آهنگ حركت بار تعریف كردیم وقتی جریان ثابت باشد اندازه جریان از رابطه
|
|
|
اما از لحاظ عملی، اندازه گیری مقدار بار عبوری در مدت زمان مشخص كار دشواری است.
شاید این نكته برای شما تعجب آور باشد كه بشنوید: می‌توان جریان را بر حسب نیرو و مسافت اندازه گیری كرد.
اما این حقیقت دارد و ما بر اساس نیروی مغناطیسی بین دو سیم حامل جریان می‌توانیم اندازه جریان را به‌دست آوریم. دقت كنید این دو كمیت (نیرو و مسافت) را می‌توان با دقت زیاد اندازه گیری نمود.
فرض كنید جریان I از دو سیم راست بلند كه به فاصله r از هم هستند عبور كند یك سیم می‌تواند در محل سیم دیگر میدان مغناطیسی به شدّت I را به‌وجود آورد.
این میدان مغناطیسی عمود بر سیم دیگر بوده و نیروی برابرF را به آن اعمال می‌كند.
به‌كمك وسایل دقیق می‌توان این نیرو را اندازه گرفت. طول سیم L و فاصله آن ها نیز با دقتِ زیاد قابل اندازه گیری است و مقدار
به‌كمك این مقادیر می‌توان معادله را حل نمود و جریان I را به‌دست آورد.
به عنوان مثال، فرض كنید اندازه نیرو، فاصله و طول سیم به ترتیب F=2*10-7 N و r=1m و L=1m باشد آن گاه جریان برابر است با:
این تعریف مشخصاً اندازه جریان را وابسته به‌اندازه گیری نیرو و مسافت می‌كند و نیاز ما به تعریف آمپر بر حسب بار عبوری را مرتفع می‌كند.
نكته جالب اینكه با تعریف آمپر بر حسب نیرو و مسافت ما می‌توانیم مقدار بار الكتریكی را نیز تعریف كنیم. به‌عبارتی با توجه به رابطه
این یك تعریف دقیق و خوب برای بار است زیرا ما با دقت خیلی خوبی می‌توانیم جریان و زمان را اندازه بگیریم.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مجید محسنی تنظیم: نسیم گنجی منش