Elektryczność jest dość złożoną gałęzią fizyki, pełną różnych praw i zjawisk towarzyszących przepływowi prądu w przewodniku. Na przykład, jeśli mamy co najmniej dwa przewodniki, przez które przepływa prąd elektryczny, to przewodniki będą się przyciągać lub odpychać. To manifestacja siły Ampere. W tym artykule wyjaśnimy prostym językiem, czym jest to zjawisko i gdzie ma zastosowanie.
Zadowolony:
- Definicja
- Kierunek siły ampera
- Zastosowanie w praktyce
Definicja
Prawo Ampere'a mówi, że siła powstająca wokół przewodnika jest wprost proporcjonalna do jego długości, natężenie prądu i indukcja magnetyczna, a także cosinus kąta między przewodnikiem a wektorem magnetycznym wprowadzenie. W związku z tym jego formuła:
F = BILcosa
To F to siła Ampera. Czy to nie wygląda na nic? Zarówno formuła, jak i jej bardzo fizyczne znaczenie są podobne Siła Lorentza. Jedyna różnica polega na tym, że prawo Ampere'a obowiązuje dla przewodnika w polu magnetycznym, a Lorentz działa na naładowane cząstki.
Jeśli przedstawimy to w postaci wektorowej, to równanie będzie wyglądać tak:
A w formie różniczkowej:
Jest jeszcze jedno sformułowanie: prawo Ampere'a charakteryzuje siłę działającą na przewodnik w polu magnetycznym. Został odkryty przez André Marie Ampere w 1820 roku.
Jak mierzy się siłę Ampere? Jak również inne siły w fizyce - w Newtonach (N).
Interesujący! W fizyce domowej w większości przypadków stosuje się układ jednostek SI. Tak więc w tym systemie wartość 1 Ampera jest rozumiana jako taki prąd, gdy przepływa przez dwa przewodników umieszczonych równolegle i w odległości 1 metra, siła oddziaływania w 2*10^(-7) N. Ponadto mają nieskończoną długość, minimalną powierzchnię przekroju i są umieszczone w próżni.
Ponieważ to prawo implikuje pojawienie się jakiejś siły, nie ma wątpliwości, że w obecności kilku takich sił będą one ze sobą oddziaływać. Dowiedzmy się dokładnie, jak.
Kiedy równoległe prądy płyną w tym samym kierunku oddziałują ze sobą, dwa sąsiednie przewodniki zaczną się przyciągać. Jeśli prądy płyną w różnych kierunkach, przewodniki będą się odpychać. To najważniejsza czynność w tej ustawie.
Kierunek siły ampera
Reguła lewej ręki służy do określenia kierunku tych sił. Aby to zrobić, umieść otwartą dłoń lewej ręki w pobliżu przewodu, tak aby linie wektora indukcji magnetycznej, a cztery otwarte palce wskazywały kierunek przepływu obecny. Następnie kciuk zgięty pod kątem prostym wskaże kierunek siły Ampere i Lorentz.
Przypomnijmy, że kierunek wektora indukcji magnetycznej określa się za pomocą reguły prawej ręki. Aby to zrobić, musisz obejść cztery palce prawej ręki wokół przewodnika, zgiąć kciuk pod kątem prostym (jakbyś pokazywał „klasę”), aby wskazywał kierunek prądu. Następnie cztery zgięte palce pokażą, jak przebiegają linie pola magnetycznego, opiszą okręgi wokół przewodzącego rdzenia.
Zastosowanie w praktyce
Prawo Ampere'a jest jednym z najważniejszych praw w elektrotechnice. Rzućmy okiem na przykłady z jego praktycznego zastosowania. Podstawą niemal każdego przedsiębiorstwa jest napęd elektryczny. Siłowniki silnikowe i elektromagnetyczne służą do poruszania lub uruchamiania różnych elementów:
- automatyczne zasuwy do rurociągów;
- mechanizmy podnoszące;
- transport elektryczny (lokomotywy elektryczne na kolei);
- tramwaje;
- trolejbusy;
- samochody elektryczne i tak dalej.
Natężenie prądu powoduje, że silnik obraca się z powodu interakcji między uzwojeniem wirnika i stojana. Aby uzwojenia mogły się obracać, są one albo przełączane za pomocą zespołu szczotek i kolektora w silnikach prądu stałego, albo za pomocą prądu przemiennego.
Prawo Ampere'a znalazło również swoją drogę do głośników i głośników. Tam porusza się membrana, na której uzwojenie z drutu miedzianego znajduje się w polu magnetycznym magnesu trwałego.
Jego działanie obserwuje się podczas zwarć na liniach energetycznych. Gdzie pod wpływem bardzo wysokich prądów opony i druty zaczynają się zginać.
W momencie strzału z rewolweru szyny rozsuwają się. Wynika to z już wymienionych przyczyn.
Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na ten temat:
Wszystkie zjawiska w elektryczności są ważne, niektóre mają mniejszy wpływ, inne więcej. Jednak aby zrozumieć, gdzie i jak się manifestują, powinien mieć każdy, kto jest związany z tym obszarem, niezależnie od elektryka, inżyniera automatyki czy instruktora. Mamy nadzieję, że teraz wiesz, co opisuje Prawo Ampera, a także jego praktyczne znaczenie!
Powiązane materiały:
- Prawo Joule'a-Lenza
- Jak przekonwertować ampery na kilowaty
- Rozkład ładunków w przewodzie
