Elektrizität ist ein ziemlich komplexer Zweig der Physik, sie ist voll von verschiedenen Gesetzen und Phänomenen, die den Stromfluss in einem Leiter begleiten. Wenn wir zum Beispiel zwei oder mehr Leiter haben, durch die ein elektrischer Strom fließt, dann ziehen sich die Leiter an oder stoßen sich ab. Dies ist eine Manifestation der Stärke von Ampere. In diesem Artikel erklären wir in einfacher Sprache, was dieses Phänomen ist und wo es angewendet wird.
Inhalt:
- Definition
- Richtung der Amperekraft
- Anwendung in der Praxis
Definition
Das Ampere-Gesetz besagt, dass die Kraft, die um einen Leiter herum entsteht, direkt proportional zu seiner Länge ist. Stromstärke und magnetische Induktion, sowie der Kosinus des Winkels zwischen Leiter und magnetischem Vektor Induktion. Dementsprechend lautet seine Formel:
F = BILcosa
Dieses F ist die Amperekraft. Sieht es nach nichts aus? Sowohl die Formel als auch ihre sehr physikalische Bedeutung sind ähnlich Lorentzkraft. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Ampere-Gesetz für einen Leiter in einem Magnetfeld gilt und Lorentz auf geladene Teilchen wirkt.
Wenn wir es in Vektorform darstellen, dann sieht die Gleichung wie folgt aus:
Und in Differentialform:
Es gibt eine andere Formulierung: Das Ampere-Gesetz charakterisiert die Kraft, die in einem Magnetfeld auf einen Leiter einwirkt. Es wurde 1820 von André Marie Ampere entdeckt.
Wie wird die Stärke von Ampere gemessen? Sowie andere Kräfte in der Physik - in Newton (N).
Interessant! In der Hausphysik wird in den meisten Fällen das SI-Einheitensystem eingehalten. In diesem System wird also der Wert von 1 Ampere als ein solcher Strom verstanden, wenn er durch zwei Leitern, die parallel und 1 Meter voneinander entfernt liegen, würde eine Wechselwirkungskraft in 2 * 10^ (-7) N. Außerdem haben sie eine unendliche Länge, eine minimale Querschnittsfläche und befinden sich im Vakuum.
Da dieses Gesetz die Entstehung einer Kraft voraussetzt, besteht kein Zweifel, dass sie in Gegenwart mehrerer solcher Kräfte miteinander interagieren. Lassen Sie uns genau herausfinden, wie.
Wenn parallele Ströme in die gleiche Richtung fließen, beginnen sich zwei benachbarte Leiter anzuziehen. Fließen die Ströme in verschiedene Richtungen, stoßen sich die Leiter ab. Dies ist die wichtigste Maßnahme in diesem Gesetz.
Richtung der Amperekraft
Um die Richtung dieser Kräfte zu bestimmen, wird die Linke-Hand-Regel verwendet. Legen Sie dazu die offene Handfläche der linken Hand in die Nähe des Dirigenten, sodass Linien des magnetischen Induktionsvektors und vier offene Finger zeigten die Flussrichtung an aktuell. Dann zeigt der rechtwinklig gebeugte Daumen die Kraftrichtung von Ampere und Lorentz an.
Denken Sie daran, dass die Richtung des magnetischen Induktionsvektors mit der Rechte-Hand-Regel bestimmt wird. Dazu müssen Sie mit vier Fingern der rechten Hand um den Leiter gehen, Ihren Daumen im rechten Winkel beugen (als ob Sie eine "Klasse" zeigen würden), damit er die Stromrichtung anzeigt. Dann zeigen vier gebogene Finger, wie die Magnetfeldlinien verlaufen, sie beschreiben Kreise um den leitfähigen Kern.
Anwendung in der Praxis
Das Ampere-Gesetz ist eines der wichtigsten Gesetze der Elektrotechnik. Schauen wir uns Beispiele aus der praktischen Anwendung an. Die Basis fast jedes Unternehmens ist der Elektroantrieb. Motorische und elektromagnetische Aktuatoren werden verwendet, um verschiedene Komponenten zu bewegen oder zu betätigen:
- automatische Absperrschieber für Rohrleitungen;
- Hebemechanismen;
- Elektrotransport (elektrische Lokomotiven auf der Eisenbahn);
- Straßenbahnen;
- Trolleybusse;
- Elektroautos und so weiter.
Die Amperekraft bewirkt, dass sich der Motor aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Rotor- und Statorwicklungen dreht. Damit sich die Wicklungen drehen, werden sie bei Gleichstrommotoren entweder über eine Bürstenanordnung und einen Kollektor oder über Wechselstrom geschaltet.
Das Ampere-Gesetz hat auch in Lautsprechern und Lautsprechern Einzug gehalten. Dort bewegt sich die Membran, auf der sich eine Kupferdrahtwicklung im Magnetfeld eines Permanentmagneten befindet.
Seine Wirkung wird bei Kurzschlüssen auf Stromleitungen beobachtet. Wo sich Reifen und Drähte unter dem Einfluss ultrahoher Ströme verbiegen.
Im Moment des Schießens aus der Railgun bewegen sich die Schienen auseinander. Dies liegt an den bereits aufgeführten Gründen.
Abschließend empfehlen wir Ihnen, sich ein nützliches Video zum Thema anzusehen:
Alle Phänomene in der Elektrizität sind wichtig, einige haben weniger Auswirkungen, andere mehr. Zu verstehen, wo und wie sie sich manifestieren, sollte jedoch jeder sein, der mit diesem Bereich in Verbindung steht, unabhängig davon, ob es sich um einen Elektriker, einen Automatisierungstechniker oder einen Ausbilder handelt. Wir hoffen, Sie wissen jetzt, was das Ampere-Gesetz beschreibt und welche praktische Bedeutung es hat!
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