La electricidad es una rama bastante compleja de la física, está llena de diversas leyes y fenómenos que acompañan al flujo de corriente en un conductor. Por ejemplo, si tenemos dos o más conductores a través de los cuales fluye una corriente eléctrica, entonces los conductores se atraerán o repelerán entre sí. Esta es una manifestación de la fuerza de Ampere. En este artículo explicaremos en un lenguaje sencillo qué es este fenómeno y dónde se aplica.
Contenido:
- Definición
- Dirección de la fuerza del amperio
- Aplicación en la práctica
Definición
La ley de Ampere establece que la fuerza que surge alrededor de un conductor es directamente proporcional a su longitud, intensidad de la corriente e inducción magnética, así como el coseno del ángulo entre el conductor y el vector magnético inducción. En consecuencia, su fórmula:
F = BILcosa
Esta F es la fuerza en amperios. ¿No se parece a nada? Tanto la fórmula como su significado físico son similares Fuerza de Lorentz. La única diferencia es que la ley de Ampere es válida para un conductor en un campo magnético y Lorentz actúa sobre partículas cargadas.
Si lo representamos en forma vectorial, la ecuación se verá así:
Y en forma diferencial:
Hay otra formulación: la ley de Ampere caracteriza la fuerza que actúa sobre un conductor en un campo magnético. Fue descubierto por André Marie Ampere en 1820.
¿Cómo se mide la fuerza de Ampere? Además de otras fuerzas en física, en Newtons (N).
¡Interesante! En física doméstica, en la mayoría de los casos, se adhiere al sistema SI de unidades. Entonces, en este sistema, el valor de 1 amperio se entiende como tal corriente, cuando fluye a través de dos conductores ubicados en paralelo y a 1 metro de distancia, habría una fuerza de interacción en 2 * 10 ^ (- 7) N. Además, tienen una longitud infinita, un área de sección transversal mínima y están ubicados en el vacío.
Dado que esta ley implica la aparición de algún tipo de fuerza, no hay duda de que en presencia de varias de esas fuerzas, interactuarán entre sí. Averigüemos exactamente cómo.
Cuando las corrientes paralelas fluyen en la misma dirección interactúan, dos conductores adyacentes comenzarán a atraerse. Si las corrientes fluyen en diferentes direcciones, los conductores se repelerán. Esta es la acción más importante de esta ley.
Dirección de la fuerza del amperio
La regla de la mano izquierda se utiliza para determinar la dirección de estas fuerzas. Para hacer esto, coloque la palma abierta de la mano izquierda cerca del conductor para que líneas del vector de inducción magnética, y cuatro dedos abiertos indicaron la dirección del flujo Actual. Luego, el pulgar doblado en ángulo recto indicará la dirección de la fuerza de Ampere y Lorentz.
Recuerde que la dirección del vector de inducción magnética se determina usando la regla de la mano derecha. Para hacer esto, debe pasar cuatro dedos de su mano derecha alrededor del conductor, doblar el pulgar en ángulo recto (como si estuviera mostrando una "clase"), de modo que indique la dirección de la corriente. Luego, cuatro dedos doblados mostrarán cómo pasan las líneas del campo magnético, describirán círculos alrededor del núcleo conductor.
Aplicación en la práctica
La ley de Ampere es una de las leyes más importantes de la ingeniería eléctrica. Echemos un vistazo a ejemplos de su aplicación práctica. La base de casi cualquier empresa es la propulsión eléctrica. Los actuadores de motor y electromagnéticos se utilizan para mover o accionar varios componentes:
- válvulas de compuerta automatizadas para tuberías;
- mecanismos de elevación;
- transporte eléctrico (locomotoras eléctricas en ferrocarril);
- tranvías;
- trolebuses;
- coches eléctricos y así sucesivamente.
La fuerza del amperio hace que el motor gire debido a la interacción entre el rotor y los devanados del estator. Para que los devanados giren, se conmutan mediante un conjunto de escobillas y un colector en motores de CC, o mediante corriente alterna.
La ley de Ampere también se ha abierto camino en altavoces y altavoces. Allí, se mueve la membrana, sobre la cual se encuentra un devanado de alambre de cobre en el campo magnético de un imán permanente.
Su acción se observa durante cortocircuitos en líneas eléctricas. Donde, bajo la influencia de corrientes ultra altas, los neumáticos y los cables comienzan a doblarse.
En el momento de disparar desde el cañón de riel, los rieles se separan. Esto se debe a las razones ya enumeradas.
Finalmente, recomendamos ver un video útil sobre el tema:
Todos los fenómenos de la electricidad son importantes, algunos tienen menos impacto, otros más. Sin embargo, para entender dónde y cómo se manifiestan deben ser todos los que estén asociados con esta área, independientemente de un electricista, un ingeniero de sistemas de control automatizado o un instructor. ¡Esperamos que ahora sepa lo que describe la Ley de Ampere, así como su significado práctico!
Materiales relacionados:
- Ley de Joule-Lenz
- Cómo convertir amperios a kilovatios
- Distribución de cargas en un conductor.
