Elektrisitet er en ganske kompleks gren av fysikk, den er full av forskjellige lover og fenomener som følger med strømmen i en leder. For eksempel, hvis vi har to eller flere ledere som en elektrisk strøm flyter gjennom, vil lederne tiltrekke eller frastøte hverandre. Dette er en manifestasjon av Amperes styrke. I denne artikkelen vil vi forklare på et enkelt språk hva dette fenomenet er og hvor det brukes.
Innhold:
- Definisjon
- Ampere kraftretning
- Anvendelse i praksis
Definisjon
Amperes lov sier at kraften som oppstår rundt en leder er direkte proporsjonal med dens lengde, strømstyrke og magnetisk induksjon, samt cosinus til vinkelen mellom lederen og den magnetiske vektoren induksjon. Følgelig er formelen:
F = BILcosa
Denne F er Ampere-kraften. Ser det ikke ut som noe? Både formelen og dens fysiske betydning er like Lorentz kraft. Den eneste forskjellen er at Amperes lov er gyldig for en leder i et magnetfelt, og Lorentz virker på ladede partikler.
Hvis vi representerer det i vektorform, vil ligningen se slik ut:
Og i differensiell form:
Det er en annen formulering: Amperes lov karakteriserer kraften som virker på en leder i et magnetfelt. Den ble oppdaget av André Marie Ampere i 1820.
Hvordan måles Amperes styrke? Samt andre krefter i fysikk - i Newton (N).
Interessant! I husholdningsfysikk overholdes i de fleste tilfeller SI-systemet med enheter. Så i dette systemet forstås verdien av 1 Ampere som en slik strøm, når den strømmer gjennom to ledere plassert parallelt og 1 meter fra hverandre, vil det være en interaksjonskraft i 2 * 10 ^ (- 7) N. Dessuten har de en uendelig lengde, et minimum tverrsnittsareal og er plassert i et vakuum.
Siden denne loven innebærer fremveksten av en slags kraft, er det ingen tvil om at i nærvær av flere slike styrker, vil de samhandle med hverandre. La oss finne ut nøyaktig hvordan.
Når parallelle strømmer flyter i samme retning, vil to tilstøtende ledere begynne å tiltrekke seg. Hvis strømmene går i forskjellige retninger, vil lederne frastøte. Dette er den viktigste handlingen i denne loven.
Ampere kraftretning
Venstrehåndsregelen brukes til å bestemme retningen til disse kreftene. For å gjøre dette, plasser den åpne håndflaten til venstre hånd nær lederen slik at linjer av den magnetiske induksjonsvektoren, og fire åpne fingre indikerte strømningsretningen strøm. Deretter vil tommelen bøyd i rett vinkel indikere retningen til kraften til Ampere og Lorentz.
Husk at retningen til den magnetiske induksjonsvektoren bestemmes ved hjelp av høyreregelen. For å gjøre dette, må du gå rundt fire fingre på høyre hånd rundt lederen, bøye tommelen i rett vinkel (som om du viser en "klasse"), slik at den indikerer retningen til strømmen. Deretter vil fire bøyde fingre vise hvordan linjene i magnetfeltet passerer, de vil beskrive sirkler rundt den ledende kjernen.
Anvendelse i praksis
Amperes lov er en av de viktigste lovene innen elektroteknikk. La oss ta en titt på eksempler fra dens praktiske anvendelse. Grunnlaget for nesten enhver bedrift er den elektriske stasjonen. Motor og elektromagnetiske aktuatorer brukes til å flytte eller aktivere ulike komponenter:
- automatiserte portventiler for rørledninger;
- løftemekanismer;
- elektrisk transport (elektriske lokomotiver på jernbanen);
- trikker;
- trolleybusser;
- elbiler og så videre.
Amperekraft får motoren til å rotere på grunn av samspillet mellom rotoren og statorviklingene. For at viklingene skal rotere, byttes de enten ved hjelp av en børsteenhet og en kollektor i DC-motorer, eller ved hjelp av vekselstrøm.
Amperes lov har også funnet veien inn i høyttalere og høyttalere. Der beveger membranen seg, på hvilken en kobbertrådsvikling er plassert i magnetfeltet til en permanent magnet.
Dens handling observeres under kortslutninger på kraftledninger. Der, under påvirkning av ultrahøye strømmer, begynner dekk og ledninger å bøye seg.
I det øyeblikket det skytes fra railgun, beveger skinnene seg fra hverandre. Dette skyldes årsakene som allerede er oppført.
Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video om emnet:
Alle fenomener innen elektrisitet er viktige, noen har mindre innvirkning, noen mer. Men for å forstå hvor og hvordan de manifesterer seg bør alle som er knyttet til dette området, uavhengig av en elektriker, en automatisert kontrollsystemingeniør eller en instruktør. Vi håper du nå vet hva Amperes lov beskriver, så vel som dens praktiske betydning!
Relatert materiale:
- Joule-Lenz lov
- Hvordan konvertere ampere til kilowatt
- Fordeling av ladninger i en konduktør
