Az Ampére-féle állvány André Marie Ampére (1775-1836) francia fizikus nevét viseli, aki az elektromos árammal átjárt vezetőnek a másik áramjárta vezetőre kifejtett hatását, illetve az elektromos áram mágneses hatását is vizsgálta és 1820-ban felállította az áramok elektrodinamikus kölcsönhatását leíró törvényt. Az eközben elvégzett kísérletek bemutatására használta a később Ampére-féle állványként elhíresült eszközkészletet.
Ampére a kísérletei során a felmerülő technikai nehézségek miatt nem tudta alkalmazni az ún. lengés-módszert, amelyet Coulomb már nagy sikerrel használt a statikai elektromosság és a mágnesség törvényeinek bebizonyítására. Emiatt Ampére más megoldást keresett és talált: a dinamikai módszert félre téve, a statikai módszerhez folyamodott. Nem a mozgás, hanem az egyensúly feltételeit kezdte vizsgálni, s ennek érdekében bizonyos alakú, egymás közelébe helyezett, áramjárta vezető drótok egyensúlyi helyzeteit vizsgálta.
Az Ampére-féle állvány gyakorlatilag egy fényezett fatalpra szerelt és higanytartóval ellátott rézállványból áll. A két higanytartóba higanyt öntve azt biztosíthatjuk, hogy a különböző alakú drótkeretekben áram folyjon. A készlethez tartozik egy különálló fatalpra szerelt eltérítő szolenoid tekercs, amellyel mágneses mezőt tudunk előállítani, valamint egy-egy kör alakú és négyzet alakú drótkeret is. Tartozék még egy-egy olyan drótkeret is, amelyeken vízszintesen, illetve függőlegesen párhuzamos vezetők futnak, oly módon, hogy a két vezetékben ellentétes irányú áramok folynak. Az áramkör záródását és a viszonylag kis súrlódást a drótkeretekre helyezett tűhegyek biztosítják, így a drótkeretek szabadon foroghatnak a higany felszínén. |
Az eszközzel bemutathatjuk a Föld, illetve a szolenoid mágneses mezőjének hatását az áramjárta drótkeretekre. Ha a kör alakú, illetve a négyzet alakú drótkeretbe áramot vezetünk, akkor - egy magnetométerként működve- a keretek forgatónyomaték mentes helyzetbe állnak be, azaz a keretet síkja merőleges lesz az indukció vektor irányára.
Ha pedig abba a drótkeretbe vezetünk áramot, amelynél az egymás mellett fekvő drótokban ellentétes irányú áram folyik, akkor a fémkeret mágneses nyomatéka zérus lesz, így bármilyen helyzetbe is forgatjuk, nem tapasztalunk semmilyen forgatónyomatékot. Ha az ilyen drót közelébe érzékeny módon alátámasztott iránytűt helyezünk, akkor az nem mutat kitérést, mivel az ellenkező irányú áramok mágneses mezői kioltják egymást. |