Analysis of Biot-Savart’s law in comparison with Ampère’s force between current elements

Authors

  • Hugo Shigueo Tanaka dos Santos Master Degree of Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática, Universidade Estadual de Maringá
  • Daniel Gardelli Universidade Estadual de Maringá

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2017v34n3p864

Abstract

Nowadays, we use Biot-Savart’s Law and Grassmann’s force to study the magnetic fields effects. We can observe that this force apparently do not always satisfy the principle of action and reaction. In contrast, Ampère’s force always satisfies this principle explicitly and always along the straight line connecting the two currents elements. The present work presents a historic analysis of the development of these two forces, which have been developed based on interpretations of the Ørsted’s experiment. We also compare these two forces in order to verify if both have the same result. We show that the Grassmann’s expression, in fact, does not satisfy to the principle of action and reaction. Ampère’s force not only follows the principle of action and reaction in the strongest way, but it also explains the phenomena based action at a distance, which is easier to be observed and has many other powerful results, not only in the electromagnetism. In order to compare these two approaches, we calculate the force that an infinite rectilinear wire exerts on a loop of conductive material, both with current.

Author Biographies

Hugo Shigueo Tanaka dos Santos, Master Degree of Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática, Universidade Estadual de Maringá

Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Atualmente, é mestrando no Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática na UEM. Atua nas áreas de Mecânica Relacional, eletrodinâmica de Weber, eletrodinâmica de Ampère e História, Epistemologia e Ética da Ciência.

Daniel Gardelli, Universidade Estadual de Maringá

Possui graduação no curso de Licenciatura em Física pela Universidade Estadual de Campinas (1998), mestrado em Ensino de Ciências (Modalidade Física) pela Universidade de São Paulo (2004) e doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática da Universidade Estadual de Maringá (2014). Tem experiência na área de História da Física e Ensino de Física em Nível Médio e Superior, atuando principalmente nos seguintes temas: História da Ciência, Filosofia da Ciência e Epistemologia da Ciência.

Published

2017-12-08

How to Cite

Tanaka dos Santos, H. S., & Gardelli, D. (2017). Analysis of Biot-Savart’s law in comparison with Ampère’s force between current elements. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 34(3), 864–879. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2017v34n3p864

Issue

Section

História e Filosofia da Ciência