РУҚА
Задание № 13 · ОГЭ

Момент сил, действующий на рамку с током

Как магнитное поле вращает рамку с током
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Момент сил, действующий на рамку с током, характеризует вращающее действие магнитного поля на рамку. В однородном поле противоположные стороны рамки испытывают силы Ампера, образующие пару сил и стремящиеся повернуть рамку.

Момент сил, действующий на рамку с током
Это физическая величина, равная произведению силы Ампера на плечо пары сил, действующих на проводники рамки. Она показывает способность магнитного поля вращать рамку вокруг выбранной оси. Для плоской рамки в однородном магнитном поле момент зависит от магнитной индукции, силы тока, площади рамки и её ориентации.

Направление момента определяют по правилу левой руки для сил Ампера или по направлению, в котором поле поворачивает рамку с током. Рамка стремится расположиться так, чтобы её магнитный момент был направлен вдоль магнитной индукции.

\(M\)
момент сил
Н·м
\(B\)
магнитная индукция
Тл
\(I\)
сила тока
А
\(S\)
площадь рамки
м²

Формула момента сил

Для плоской рамки с током в однородном магнитном поле:

\[M = B I S \sin\alpha\]

Здесь \(\alpha\) — угол между вектором магнитной индукции \(\vec B\) и нормалью к плоскости рамки. Если рамка имеет \(N\) витков, то \(M = N B I S \sin\alpha\). Максимальный момент достигается при \(\alpha = 90^\circ\): \(M_{\max}=BIS\). Момент равен нулю при \(\alpha=0^\circ\) или \(180^\circ\).

№
Пример

Пусть \(B=0{,}2\) Тл, \(I=3\) А, площадь рамки \(S=0{,}01\) м², а \(\alpha=90^\circ\). Тогда \(M=0{,}2\cdot3\cdot0{,}01\cdot1=0{,}006\) Н·м.

!
Не путайте

Момент сил — не сама сила Ампера. Сила измеряется в ньютонах и действует на отдельный участок проводника, а момент измеряется в Н·м и описывает вращение всей рамки. При \(\alpha=0^\circ\) силы на сторонах могут быть ненулевыми, но их вращающие действия взаимно компенсируются, поэтому момент равен нулю.

Проверьте себя

Как изменится момент сил, если площадь рамки увеличить в 2 раза, а остальные величины оставить прежними?

Главное за минуту

Главное

  • Момент сил показывает вращающее действие магнитного поля на рамку с током.
  • Для одного витка \(M=BIS\sin\alpha\), для \(N\) витков \(M=NBIS\sin\alpha\).
  • Момент максимален при перпендикулярности магнитного поля и нормали к рамке и равен нулю при их параллельности.