Listrik adalah cabang fisika yang agak kompleks, penuh dengan berbagai hukum dan fenomena yang menyertai aliran arus dalam konduktor. Misalnya, jika kita memiliki dua atau lebih konduktor yang dialiri arus listrik, maka konduktor tersebut akan saling tarik menarik atau tolak menolak. Ini adalah manifestasi dari kekuatan Ampere. Pada artikel ini, kami akan menjelaskan dengan bahasa sederhana apa fenomena ini dan di mana itu diterapkan.
Isi:
- Definisi
- Arah gaya ampere
- Aplikasi dalam praktik
Definisi
Hukum Ampere menyatakan bahwa gaya yang muncul di sekitar konduktor berbanding lurus dengan panjangnya, kekuatan arus dan induksi magnet, serta kosinus sudut antara konduktor dan vektor magnetik induksi. Dengan demikian, rumusnya:
F = BILcosa
F ini adalah gaya Ampere. Tidak terlihat seperti apa-apa? Baik rumus dan makna fisiknya serupa gaya Lorentz. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa hukum Ampere berlaku untuk konduktor dalam medan magnet, dan Lorentz bekerja pada partikel bermuatan.
Jika disajikan dalam bentuk vektor, maka persamaannya akan terlihat seperti:
Dan dalam bentuk diferensial:
Ada formulasi lain: hukum Ampere mencirikan gaya yang bekerja pada konduktor dalam medan magnet. Ditemukan oleh Andre Marie Ampere pada tahun 1820.
Bagaimana kekuatan Ampere diukur? Serta kekuatan lain dalam fisika - dalam Newton (N).
Menarik! Dalam fisika domestik, dalam banyak kasus, sistem satuan SI dipatuhi. Jadi dalam sistem ini, nilai 1 Ampere dipahami sebagai arus seperti itu, ketika mengalir melalui dua konduktor yang terletak paralel dan terpisah 1 meter, akan ada gaya interaksi dalam 2 * 10^ (- 7) N. Selain itu, mereka memiliki panjang tak terbatas, luas penampang minimum dan terletak di ruang hampa.
Karena hukum ini menyiratkan munculnya semacam kekuatan, tidak ada keraguan bahwa dengan adanya beberapa kekuatan seperti itu, mereka akan berinteraksi satu sama lain. Mari kita cari tahu bagaimana tepatnya.
Ketika arus paralel mengalir dalam arah yang sama berinteraksi, dua konduktor yang berdekatan akan mulai menarik. Jika arus mengalir dalam arah yang berbeda, konduktor akan menolak. Ini adalah tindakan yang paling penting dalam undang-undang ini.
Arah gaya ampere
Aturan tangan kiri digunakan untuk menentukan arah gaya-gaya ini. Untuk melakukan ini, letakkan telapak tangan kiri yang terbuka di dekat konduktor sehingga garis vektor induksi magnetik, dan empat jari terbuka menunjukkan arah aliran saat ini. Kemudian ibu jari yang ditekuk membentuk sudut siku-siku akan menunjukkan arah gaya Ampere dan Lorentz.
Ingatlah bahwa arah vektor induksi magnetik ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kanan. Untuk melakukan ini, Anda perlu memutar empat jari tangan kanan Anda di sekitar konduktor, tekuk ibu jari Anda di sudut kanan (seolah-olah Anda menunjukkan "kelas"), sehingga itu menunjukkan arah arus. Kemudian empat jari yang ditekuk akan menunjukkan bagaimana garis medan magnet lewat, mereka akan menggambarkan lingkaran di sekitar inti konduktif.
Aplikasi dalam praktik
Hukum Ampere adalah salah satu hukum terpenting dalam teknik elektro. Mari kita lihat contoh dari aplikasi praktisnya. Dasar dari hampir semua perusahaan adalah penggerak listrik. Aktuator motor dan elektromagnetik digunakan untuk menggerakkan atau menggerakkan berbagai komponen:
- katup gerbang otomatis untuk saluran pipa;
- mekanisme pengangkatan;
- transportasi listrik (lokomotif listrik di kereta api);
- trem;
- bus listrik;
- mobil listrik dan sebagainya.
Gaya ampere menyebabkan motor berputar karena interaksi antara belitan rotor dan stator. Agar belitan berputar, mereka disaklarkan menggunakan rakitan sikat dan kolektor di motor DC, atau menggunakan arus bolak-balik.
Hukum Ampere juga telah ditemukan di speaker dan pengeras suara. Di sana, membran bergerak, di mana belitan kawat tembaga terletak di medan magnet magnet permanen.
Tindakannya diamati selama korsleting pada saluran listrik. Di mana, di bawah pengaruh arus ultra-tinggi, ban dan kabel mulai bengkok.
Pada saat menembak dari railgun, rel bergerak terpisah. Ini karena alasan yang sudah disebutkan.
Terakhir, kami sarankan untuk menonton video yang bermanfaat tentang topik ini:
Semua fenomena dalam kelistrikan itu penting, ada yang kurang berdampak, ada yang lebih. Namun, untuk memahami di mana dan bagaimana mereka memanifestasikan diri mereka harus menjadi semua orang yang terkait dengan area ini, terlepas dari ahli listrik, insinyur sistem kontrol otomatis, atau instruktur. Kami harap Anda sekarang tahu apa yang dijelaskan oleh Hukum Ampere, serta signifikansi praktisnya!
Bahan terkait:
- Hukum Joule-Lenz
- Bagaimana cara mengubah ampere ke kilowatt
- Distribusi muatan dalam konduktor
