Elektrība ir diezgan sarežģīta fizikas nozare, tā ir pilna ar dažādiem likumiem un parādībām, kas pavada strāvas plūsmu vadītājā. Piemēram, ja mums ir divi vai vairāki vadītāji, caur kuriem plūst elektriskā strāva, tad vadītāji viens otru piesaistīs vai atgrūdīs. Tā ir Amperes spēka izpausme. Šajā rakstā mēs vienkāršā valodā paskaidrosim, kas ir šī parādība un kur tā tiek piemērota.
Saturs:
- Definīcija
- Ampēra spēka virziens
- Pielietojums praksē
Definīcija
Ampera likums nosaka, ka spēks, kas rodas ap vadītāju, ir tieši proporcionāls tā garumam, strāvas stiprums un magnētiskā indukcija, kā arī leņķa kosinuss starp vadītāju un magnētisko vektoru indukcija. Attiecīgi tā formula:
F = BILcosa
Šis F ir ampēra spēks. Vai pēc tā neizskatās? Gan formula, gan tās fiziskā nozīme ir līdzīga Lorenca spēks. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka Ampera likums ir spēkā vadītājam magnētiskajā laukā, un Lorencs iedarbojas uz lādētām daļiņām.
Ja tas ir parādīts vektora formā, vienādojums izskatīsies šādi:
Un diferenciālā formā:
Ir vēl viens formulējums: Ampera likums raksturo spēku, kas iedarbojas uz vadītāju magnētiskajā laukā. To atklāja Andrē Marī Ampers 1820. gadā.
Kā mēra Ampera spēku? Kā arī citi spēki fizikā – ņūtonos (N).
Interesanti! Sadzīves fizikā vairumā gadījumu tiek ievērota SI vienību sistēma. Tātad šajā sistēmā 1 ampēra vērtība tiek saprasta kā tāda strāva, kad plūst caur diviem vadītājiem, kas atrodas paralēli un 1 metra attālumā viens no otra, būtu mijiedarbības spēks 2 * 10 ^ (- 7) N. Turklāt tiem ir bezgalīgs garums, minimālais šķērsgriezuma laukums un tie atrodas vakuumā.
Tā kā šis likums paredz kāda veida spēku rašanos, nav šaubu, ka vairāku šādu spēku klātbūtnē tie mijiedarbosies viens ar otru. Noskaidrosim, kā tieši.
Kad paralēlas strāvas plūst vienā virzienā mijiedarbojas, divi blakus esošie vadītāji sāks piesaistīt. Ja strāvas plūst dažādos virzienos, vadītāji atgrūdīs. Šī ir vissvarīgākā darbība šajā likumā.
Ampēra spēka virziens
Kreisās rokas likums tiek izmantots, lai noteiktu šo spēku virzienu. Lai to izdarītu, novietojiet kreisās rokas atvērto plaukstu pie vadītāja tā, lai magnētiskās indukcijas vektora līnijas un četri atvērtie pirksti norādīja plūsmas virzienu strāva. Tad taisnā leņķī saliektais īkšķis norādīs Ampera un Lorenca spēka virzienu.
Atcerieties, ka magnētiskās indukcijas vektora virzienu nosaka, izmantojot labās rokas likumu. Lai to izdarītu, jums jāapiet apkārt diriģentam ap četriem labās rokas pirkstiem, salieciet īkšķi taisnā leņķī (it kā rādītu "klasi"), lai tas norādītu strāvas virzienu. Tad četri saliekti pirksti parādīs, kā magnētiskā lauka līnijas iet cauri, tie aprakstīs apļus ap vadošo serdi.
Pielietojums praksē
Ampera likums ir viens no svarīgākajiem likumiem elektrotehnikā. Apskatīsim piemērus no tā praktiskā pielietojuma. Gandrīz jebkura uzņēmuma pamats ir elektriskā piedziņa. Motoru un elektromagnētiskos izpildmehānismus izmanto, lai pārvietotu vai darbinātu dažādas sastāvdaļas:
- automatizēti aizbīdņi cauruļvadiem;
- pacelšanas mehānismi;
- elektrotransports (elektriskās lokomotīves uz dzelzceļa);
- tramvaji;
- trolejbusi;
- elektromobiļi un tā tālāk.
Ampēra spēks izraisa motora griešanos rotoru un statora tinumu mijiedarbības dēļ. Lai tinumi grieztos, tie tiek vai nu pārslēgti, izmantojot birstes komplektu un kolektoru līdzstrāvas motoros, vai arī izmantojot maiņstrāvu.
Ampera likums ir atradis ceļu arī skaļruņos un skaļruņos. Tur kustas membrāna, uz kuras pastāvīgā magnēta magnētiskajā laukā atrodas vara stieples tinums.
Tās darbība tiek novērota īssavienojumu laikā elektropārvades līnijās. Kur īpaši lielu strāvu ietekmē sāk locīties riepas un vadi.
Šaušanas brīdī no sliežu pistoles sliedes attālinās. Tas ir saistīts ar jau uzskaitītajiem iemesliem.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu videoklipu par šo tēmu:
Visas parādības elektrībā ir svarīgas, dažām ir mazāka ietekme, citām vairāk. Tomēr, lai saprastu, kur un kā tās izpaužas, vajadzētu būt ikvienam, kurš ir saistīts ar šo jomu, neatkarīgi no elektriķa, automatizētās vadības sistēmas inženiera vai instruktora. Mēs ceram, ka tagad jūs zināt, ko apraksta Ampera likums, kā arī tā praktisko nozīmi!
Saistītie materiāli:
- Džoula-Lenca likums
- Kā konvertēt ampērus uz kilovatiem
- Lādiņu sadalījums konduktorā