Elektriciteit is een vrij complexe tak van de natuurkunde, het zit vol met verschillende wetten en verschijnselen die gepaard gaan met de stroom van stroom in een geleider. Als we bijvoorbeeld twee of meer geleiders hebben waardoor een elektrische stroom vloeit, dan zullen de geleiders elkaar aantrekken of afstoten. Dit is een manifestatie van Ampere's kracht. In dit artikel leggen we in eenvoudige taal uit wat dit fenomeen is en waar het wordt toegepast.
Inhoud:
- Definitie
- Ampère kracht richting:
- Toepassing in de praktijk
Definitie
De wet van Ampere stelt dat de kracht die ontstaat rond een geleider recht evenredig is met zijn lengte, stroomsterkte en magnetische inductie, evenals de cosinus van de hoek tussen de geleider en de magnetische vector inductie. Dienovereenkomstig is de formule:
F = BILcosa
Deze F is de Ampère-kracht. Lijkt het nergens op? Zowel de formule als de zeer fysieke betekenis zijn vergelijkbaar Lorentzkracht. Het enige verschil is dat de wet van Ampere geldt voor een geleider in een magnetisch veld en dat Lorentz inwerkt op geladen deeltjes.
Als het in vectorvorm wordt gepresenteerd, ziet de vergelijking er als volgt uit:
En in differentiële vorm:
Er is nog een andere formulering: de wet van Ampere kenmerkt de kracht die inwerkt op een geleider in een magnetisch veld. Het werd ontdekt door André Marie Ampere in 1820.
Hoe wordt de sterkte van Ampere gemeten? Evenals andere krachten in de natuurkunde - in Newton (N).
Interessant! In de huisfysica wordt in de meeste gevallen het SI-systeem van eenheden gevolgd. Dus in dit systeem wordt een waarde van 1 Ampère als zo'n stroom begrepen, wanneer deze door twee geleiders die parallel en 1 meter uit elkaar zijn geplaatst, zou er een interactiekracht zijn in 2 * 10 ^ (- 7) N. Bovendien hebben ze een oneindige lengte, een minimale dwarsdoorsnede en bevinden ze zich in een vacuüm.
Aangezien deze wet de opkomst van een soort kracht impliceert, lijdt het geen twijfel dat ze in aanwezigheid van verschillende van dergelijke krachten met elkaar zullen interageren. Laten we uitzoeken hoe precies.
Wanneer parallelle stromen in dezelfde richting op elkaar inwerken, zullen twee aangrenzende geleiders elkaar gaan aantrekken. Als de stromen in verschillende richtingen stromen, stoten de geleiders af. Dit is de belangrijkste handeling in deze wet.
Ampère kracht richting:
De linkerhandregel wordt gebruikt om de richting van deze krachten te bepalen. Om dit te doen, plaatst u de open palm van de linkerhand in de buurt van de dirigent, zodat: lijnen van de magnetische inductievector en vier open vingers gaven de stroomrichting aan huidig. Dan geeft de in een rechte hoek gebogen duim de richting van de kracht van Ampere en Lorentz aan.
Bedenk dat de richting van de magnetische inductievector wordt bepaald met behulp van de rechterhandregel. Om dit te doen, moet je vier vingers van je rechterhand rond de geleider gaan, je duim in een rechte hoek buigen (alsof je een "klasse" laat zien), zodat deze de richting van de stroom aangeeft. Dan zullen vier gebogen vingers laten zien hoe de lijnen van het magnetische veld passeren, ze zullen cirkels rond de geleidende kern beschrijven.
Toepassing in de praktijk
De wet van Ampere is een van de belangrijkste wetten in de elektrotechniek. Laten we eens kijken naar voorbeelden uit de praktische toepassing ervan. De basis van bijna elke onderneming is de elektrische aandrijving. Motorische en elektromagnetische actuatoren worden gebruikt om verschillende componenten te bewegen of te bedienen:
- geautomatiseerde schuifafsluiters voor pijpleidingen;
- hefmechanismen;
- elektrisch vervoer (elektrische locomotieven op het spoor);
- trams;
- trolleybussen;
- elektrische auto's en ga zo maar door.
Ampèrekracht zorgt ervoor dat de motor draait vanwege de interactie tussen de rotor- en statorwikkelingen. Om de wikkelingen te laten draaien, worden ze ofwel geschakeld met behulp van een borstelassemblage en een collector in DC-motoren, of met behulp van wisselstroom.
De wet van Ampere heeft ook zijn weg gevonden naar luidsprekers en luidsprekers. Daar beweegt het membraan, waarop zich in het magnetische veld van een permanente magneet een koperdraadwikkeling bevindt.
Zijn actie wordt waargenomen tijdens kortsluitingen op hoogspanningslijnen. Waar, onder invloed van ultrahoge stromen, banden en draden beginnen te buigen.
Op het moment dat er vanuit de railgun wordt geschoten, bewegen de rails uit elkaar. Dit vanwege de reeds genoemde redenen.
Ten slotte raden we aan om een nuttige video over het onderwerp te bekijken:
Alle verschijnselen in elektriciteit zijn belangrijk, sommige hebben minder impact, andere meer. Om te begrijpen waar en hoe ze zich manifesteren, moet echter iedereen die met dit gebied is geassocieerd, zijn, ongeacht een elektricien, een ingenieur van een geautomatiseerd regelsysteem of een instructeur. We hopen dat je nu weet wat de wet van Ampere beschrijft, evenals de praktische betekenis ervan!
Gerelateerde materialen:
- Wet van Joule-Lenz
- Hoe ampère naar kilowatt te converteren
- Verdeling van ladingen in een geleider
