Electricitatea este o ramură destul de complexă a fizicii, este plină de diverse legi și fenomene care însoțesc fluxul de curent într-un conductor. De exemplu, dacă avem doi sau mai mulți conductori prin care circulă un curent electric, atunci conductorii se vor atrage sau se vor respinge unul pe celălalt. Aceasta este o manifestare a puterii lui Ampere. În acest articol, vom explica într-un limbaj simplu ce este acest fenomen și unde se aplică.
Conţinut:
- Definiție
- Direcția forței amperului
- Aplicare în practică
Definiție
Legea lui Ampere spune că forța care apare în jurul unui conductor este direct proporțională cu lungimea acestuia, puterea curentului și inducția magnetică, precum și cosinusul unghiului dintre conductor și vectorul magnetic inducţie. În consecință, formula sa:
F = BILcosa
Acest F este forța Amperi. Nu seamănă cu nimic? Atât formula, cât și semnificația sa fizică sunt similare forța Lorentz. Singura diferență este că legea lui Ampere este valabilă pentru un conductor într-un câmp magnetic, iar Lorentz acționează asupra particulelor încărcate.
Dacă o reprezentăm în formă vectorială, atunci ecuația va arăta astfel:
Și sub formă diferențială:
Există o altă formulare: legea lui Ampere caracterizează forța care acționează asupra unui conductor într-un câmp magnetic. A fost descoperit de André Marie Ampere în 1820.
Cum se măsoară puterea lui Ampere? La fel ca și alte forțe din fizică - în Newtoni (N).
Interesant! În fizica internă, în cele mai multe cazuri, se respectă sistemul SI de unități. Deci, în acest sistem, valoarea de 1 Ampere este înțeleasă ca un astfel de curent, atunci când curge prin doi conductoare situate în paralel și la 1 metru unul dintre ele, ar exista o forță de interacțiune în 2 * 10 ^ (- 7) N. Mai mult, au o lungime infinită, o secțiune transversală minimă și sunt amplasate în vid.
Deoarece această lege implică apariția unui fel de forță, nu există nicio îndoială că în prezența mai multor astfel de forțe, acestea vor interacționa între ele. Să ne dăm seama exact cum.
Când curenții paraleli curg în aceeași direcție interacționează, doi conductori adiacenți vor începe să se atragă. Dacă curenții curg în direcții diferite, conductorii se vor respinge. Aceasta este cea mai importantă acțiune din această lege.
Direcția forței amperului
Regula mâinii stângi este folosită pentru a determina direcția acestor forțe. Pentru a face acest lucru, plasați palma deschisă a mâinii stângi lângă conductor, astfel încât liniile vectorului de inducție magnetică și patru degete deschise au indicat direcția fluxului actual. Apoi, degetul mare îndoit în unghi drept va indica direcția forței lui Ampere și Lorentz.
Amintiți-vă că direcția vectorului de inducție magnetică este determinată folosind regula mâinii drepte. Pentru a face acest lucru, trebuie să înconjurați patru degete ale mâinii drepte în jurul conductorului, să îndoiți degetul mare în unghi drept (ca și cum ați arăta o „clasă”), astfel încât să indice direcția curentului. Apoi patru degete îndoite vor arăta cum trec liniile câmpului magnetic, vor descrie cercuri în jurul miezului conductor.
Aplicare în practică
Legea lui Ampere este una dintre cele mai importante legi din inginerie electrică. Să aruncăm o privire la exemple din aplicarea sa practică. Baza aproape a oricărei întreprinderi este propulsia electrică. Motoarele și actuatoarele electromagnetice sunt folosite pentru a deplasa sau acționa diferite componente:
- Supape automate pentru conducte;
- mecanisme de ridicare;
- transport electric (locomotive electrice pe calea ferată);
- tramvaie;
- troleibuze;
- mașini electrice și așa mai departe.
Forța de amperi face ca motorul să se rotească din cauza interacțiunii dintre înfășurările rotorului și statorului. Pentru ca înfășurările să se rotească, ele fie sunt comutate folosind un ansamblu de perii și un colector în motoarele de curent continuu, fie folosind curent alternativ.
Legea lui Ampere și-a găsit drumul și în difuzoare și difuzoare. Acolo se mișcă membrana, pe care se află o înfășurare de sârmă de cupru în câmpul magnetic al unui magnet permanent.
Acțiunea sa se observă în timpul scurtcircuitelor pe liniile electrice. Unde, sub influența curenților ultra-înalți, anvelopele și firele încep să se îndoaie.
În momentul tragerii din pistolul șinelor, șinele se depărtează. Acest lucru se datorează motivelor deja enumerate.
În cele din urmă, vă recomandăm să vizionați un videoclip util pe această temă:
Toate fenomenele din electricitate sunt importante, unele au un impact mai mic, altele mai mult. Cu toate acestea, pentru a înțelege unde și cum se manifestă ar trebui să fie toți cei care sunt asociati cu acest domeniu, indiferent de un electrician, un inginer de sistem de control automat sau un instructor. Sperăm că acum știți ce descrie Legea lui Ampere, precum și semnificația ei practică!
Materiale conexe:
- Legea Joule-Lenz
- Cum se transformă amperi în kilowați
- Distribuția sarcinilor într-un conductor
