Магнитный момент; момент сил, действующий на контур с током в магнитном поле.
На рисунке показана рамка с током I, находящаяся в однородном магнитном поле . Здесь α – угол между и (направление нормали связано с направлением тока «правилом буравчика»).
Сила Ампера, действующая на сторону рамки длиной l, равна:
На другую сторону длиной l действует такая же сила. Получается «пара сил», или вращающий момент:
где плечо Так как – площадь рамки, тогда можно записать
где M – вращающий момент силы, – магнитный момент.
Под действием этого вращающего момента рамка повернётся так, что
На стороны длиной b тоже действует сила Ампера – растягивая рамку. Так как силы равны по величине и противоположны по направлению, рамка не смещается, в этом случае , состояние устойчивого равновесия.
Когда и антипараллельны, то снова (так как плечо равно нулю). Это состояние неустойчивого равновесия. Рамка сжимается и, если чуть сместится, сразу возникает вращающий момент, возвращающий рамку в состояние устойчивого равновесия: .
В неоднородном поле рамка повернется, и будет вытягиваться в область более сильного поля.