Az elektromosság a fizika meglehetősen összetett ága, tele van különféle törvényekkel és jelenségekkel, amelyek a vezetőben az áram áramlását kísérik. Például, ha két vagy több vezetőnk van, amelyeken elektromos áram folyik, akkor a vezetők vonzzák vagy taszítják egymást. Ez Ampere erejének megnyilvánulása. Ebben a cikkben egyszerű nyelven elmagyarázzuk, mi ez a jelenség, és hol alkalmazzák.
Tartalom:
- Meghatározás
- Amper erőirány
- Alkalmazás a gyakorlatban
Meghatározás
Az Ampere-törvény kimondja, hogy a vezető körül fellépő erő egyenesen arányos a vezető hosszával. az áramerősség és a mágneses indukció, valamint a vezető és a mágneses vektor közötti szög koszinusza indukció. Ennek megfelelően képlete:
F = BILcosa
Ez az F az Amper-erő. Nem látszik semminek? Mind a képlet, mind a fizikai jelentése hasonló Lorentz erő. Az egyetlen különbség az, hogy az Ampere törvénye érvényes a mágneses térben lévő vezetőre, és Lorentz a töltött részecskékre hat.
Ha vektoros formában ábrázoljuk, akkor az egyenlet így fog kinézni:
És differenciált formában:
Van egy másik megfogalmazás is: Az Amper-törvény a mágneses térben a vezetőre ható erőt jellemzi. André Marie Ampere fedezte fel 1820-ban.
Hogyan mérik Ampere erejét? Csakúgy, mint más fizikai erők - Newtonban (N).
Érdekes! A hazai fizikában a legtöbb esetben betartják az SI mértékegységrendszerét. Tehát ebben a rendszerben az 1 Amper érték alatt ilyen áramot értünk, ha kettőn átfolyik párhuzamosan és egymástól 1 méter távolságra elhelyezkedő vezetők között kölcsönhatási erő lépne fel 2*10^ (-7) N. Ezenkívül végtelen hosszúságúak, minimális keresztmetszeti területtel rendelkeznek, és vákuumban helyezkednek el.
Mivel ez a törvény valamilyen erő megjelenését vonja maga után, kétségtelen, hogy több ilyen erő jelenlétében kölcsönhatásba lépnek egymással. Találjuk ki, pontosan hogyan.
Amikor az azonos irányú párhuzamos áramok kölcsönhatásba lépnek, két szomszédos vezető elkezd vonzódni. Ha az áramok különböző irányúak, a vezetők taszítják. Ez a legfontosabb intézkedés ebben a törvényben.
Amper erőirány
A bal kéz szabálya ezen erők irányának meghatározására szolgál. Ehhez helyezze a bal keze nyitott tenyerét a vezető közelébe úgy, hogy a mágneses indukciós vektor vonalai, és négy nyitott ujj jelezte az áramlás irányát jelenlegi. Ekkor a derékszögben meghajlított hüvelykujj jelzi az Ampere és Lorentz erejének irányát.
Emlékezzünk vissza, hogy a mágneses indukciós vektor irányát a jobbkéz szabály segítségével határozzuk meg. Ehhez jobb kezed négy ujjával körbe kell menni a vezető körül, hüvelykujjadat derékszögben behajlítani (mintha egy "osztályt" mutatnál), hogy az az áram irányát jelezze. Ezután négy hajlított ujj megmutatja, hogyan haladnak át a mágneses mező vonalai, köröket írnak le a vezető mag körül.
Alkalmazás a gyakorlatban
Az Ampere-törvény az egyik legfontosabb törvény az elektrotechnikában. Nézzünk példákat a gyakorlati alkalmazásából. Szinte minden vállalkozás alapja az elektromos hajtás. A motoros és elektromágneses működtetők különféle alkatrészek mozgatására vagy működtetésére szolgálnak:
- automatizált tolózárak csővezetékekhez;
- emelő mechanizmusok;
- elektromos közlekedés (elektromos mozdonyok a vasúton);
- villamosok;
- trolibuszok;
- elektromos autók és így tovább.
Az ampererő hatására a motor forog a forgórész és az állórész tekercselése közötti kölcsönhatás miatt. Annak érdekében, hogy a tekercsek forogjanak, vagy kefeszerelvény és egyenáramú motorok kollektora segítségével, vagy váltakozó árammal kapcsolják őket.
Az Ampere-törvény a hangszórókban és a hangszórókban is utat talált. Ott mozog a membrán, amelyen egy rézhuzal tekercs található egy állandó mágnes mágneses terében.
Működése az elektromos vezetékek rövidzárlatai során figyelhető meg. Ahol az ultra-nagy áramok hatására a gumiabroncsok és a vezetékek meghajlanak.
A sínfegyverből való kilövés pillanatában a sínek eltávolodnak egymástól. Ennek oka a már felsorolt okok.
Végül javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót a témában:
Az elektromosságban minden jelenség fontos, van, amelyiknek kisebb a hatása, másoknak nagyobb. Azonban annak megértéséhez, hogy hol és hogyan nyilvánulnak meg, mindenkinek, aki kapcsolatban áll ezzel a területtel, villanyszerelőtől, automatizált vezérlőrendszer-mérnöktől vagy oktatótól függetlenül. Reméljük, most már tudja, mit ír le az Ampere-törvény, valamint annak gyakorlati jelentőségét!
Kapcsolódó anyagok:
- Joule-Lenz törvény
- Hogyan lehet átváltani az ampert kilowattra
- Töltések eloszlása egy vezetőben