Чувствительные стрелки приборов, измеряющих слабые токи, и огромные оси, вращающие валки сталепрокатного стана, приводятся в движение силами одного вида: теми силами, с которыми магнитное поле действует на виток или проволочную катушку с током. Сильные токи испытывают большие силы; слабые токи могут испытывать только малые силы. В большинстве таких устройств участвует железо; оно дает инженеру возможность увеличивать магнитные поля от данного источника тока.
Всякому ясно, что применение такого рода силы весьма распространено и что должно быть затрачено очень много усилий и мастерства в изобретении, конструировании и изготовлении всех устройств, в которых эта сила применяется. Все это — труды инженеров-электриков, которые открывают все новые и новые применения этой силы. Мы не будем пытаться описывать те остроумные и нередко очень сложные пути использования рассматриваемой силы; это не входит в наши задачи; мы приведем лишь краткое описание двух простых приборов, .
Амперметры с подвижной катушкой. На рис. показаны силы, действующие на виток проволоки в магнитном поле. Проволочный виток имеет форму прямоугольника со сторонами l и w; его плоскость составляет некоторый угол с индукцией поля В. Если по витку течет ток I, то силы, действующие на вертикальные стороны рамки, равны BIl и —BIl Они параллельны, но не уравновешивают друг друга, так как действуют не по одной прямой. Они образуют «пару», которая поворачивает катушку вокруг вертикальной оси. Силы же, направленные вверх и вниз, равны и противоположны. Они растягивают катушку, но не перемещают ее поступательно.
В обыкновенном амперметре для постоянных токов катушка смонтирована на оси, укрепленной на центрах; ее повороту противодействуют упругие силы двух спиральных волосковых пружин. Магнитное поле создается постоянным магнитом, поле которого имеет радиальное расположение силовых линий. Для этого служат полюсные наконечники специальной формы и цилиндрический кусок железа, расположенный внутри катушки. Тогда, даже при повороте катушки, поле оказывается перпендикулярным к боковым стенкам ее рамки и направленным так, что магнитные силы вращают ее одинаково интенсивно независимо от угла поворота. С другой стороны, противодействующие силы, обусловленные пружинами, возрастают по мере поворота катушки. В результате катушка поворачивается до тех пор, пока силы действия пружины не уравновесят магнитные силы. Чем сильнее ток, тем больше магнитные силы и тем больше должна повернуться катушка, чтобы достигнуть равновесия. Так как силы действия пружины обычно пропорциональны углу поворота, то этот угол пропорционален силе тока: шкала амперметра линейна. Подобные измерители силы тока изготовляются в широком диапазоне размеров и пределов шкал.