Elektrika je precej zapletena veja fizike, polna je različnih zakonov in pojavov, ki spremljajo tok toka v prevodniku. Na primer, če imamo dva ali več prevodnikov, skozi katera teče električni tok, se bodo vodniki drug drugega privlačili ali odbijali. To je manifestacija Amperove moči. V tem članku bomo v preprostem jeziku razložili, kaj je ta pojav in kje se uporablja.
Vsebina:
- Opredelitev
- Smer amperske sile
- Uporaba v praksi
Opredelitev
Amperov zakon pravi, da je sila, ki nastane okoli prevodnika, neposredno sorazmerna z njegovo dolžino, jakost toka in magnetna indukcija ter kosinus kota med prevodnikom in magnetnim vektorjem indukcijo. V skladu s tem je njegova formula:
F = BILcosa
Ta F je amperska sila. Ali ni videti nič? Tako formula kot njen fizični pomen sta si podobna Lorentzova sila. Edina razlika je v tem, da za prevodnik v magnetnem polju velja Amperejev zakon, Lorentz pa deluje na nabite delce.
Če ga predstavimo v vektorski obliki, bo enačba videti tako:
In v diferencialni obliki:
Obstaja še ena formulacija: Amperov zakon označuje silo, ki deluje na prevodnik v magnetnem polju. Leta 1820 ga je odkril André Marie Ampere.
Kako se meri Amperova moč? Kot tudi druge sile v fiziki - v Newtonih (N).
Zanimivo! V domači fiziki se v večini primerov drži SI sistema enot. Torej v tem sistemu se vrednost 1 Ampera razume kot tak tok, ko teče skozi dva vodniki, ki so nameščeni vzporedno in so 1 meter narazen, bi bila v njih interakcijska sila 2 * 10 ^ (- 7) N. Poleg tega imajo neskončno dolžino, minimalno površino prečnega prereza in se nahajajo v vakuumu.
Ker ta zakon pomeni nastanek neke vrste sile, ni dvoma, da bodo v prisotnosti več takih sil medsebojno delovale. Ugotovimo, kako natančno.
Ko vzporedni tokovi tečejo v isti smeri, se bosta začela privlačiti dva sosednja prevodnika. Če tokovi tečejo v različnih smereh, se vodniki odbijajo. To je najpomembnejši ukrep v tem zakonu.
Smer amperske sile
Za določitev smeri teh sil se uporablja pravilo leve roke. Če želite to narediti, postavite odprto dlan leve roke blizu prevodnika, tako da črte vektorja magnetne indukcije, štirje odprti prsti pa so kazali smer toka tok. Potem bo palec, upognjen pod pravim kotom, nakazal smer sile Ampere in Lorentz.
Spomnimo se, da je smer vektorja magnetne indukcije določena z uporabo desnega pravila. Če želite to narediti, morate štiri prste desne roke obiti okoli prevodnika, palec upogniti pod pravim kotom (kot da kažete "razred"), tako da kaže smer toka. Nato bodo štirje upognjeni prsti pokazali, kako potekajo črte magnetnega polja, opisali bodo kroge okoli prevodnega jedra.
Uporaba v praksi
Amperov zakon je eden najpomembnejših zakonov v elektrotehniki. Oglejmo si primere iz njegove praktične uporabe. Osnova skoraj vsakega podjetja je električni pogon. Motorni in elektromagnetni aktuatorji se uporabljajo za premikanje ali aktiviranje različnih komponent:
- avtomatski zaporni ventili za cevovode;
- dvižni mehanizmi;
- električni promet (električne lokomotive na železnici);
- tramvaji;
- trolejbusi;
- električni avtomobili in tako naprej.
Amperska sila povzroči vrtenje motorja zaradi interakcije med navitji rotorja in statorja. Da se navitja vrtijo, se bodisi preklopijo s pomočjo sklopa ščetk in kolektorja v enosmernih motorjih bodisi z uporabo izmeničnega toka.
Amperov zakon je našel pot tudi v zvočnike in zvočnike. Tam se premika membrana, na kateri se v magnetnem polju trajnega magneta nahaja navitje bakrene žice.
Njegovo delovanje opazimo med kratkimi stiki na električnih vodih. Kjer se pod vplivom ultravisokih tokov začnejo upogibati pnevmatike in žice.
V trenutku streljanja iz tirnice se tirnice razmaknejo. To je posledica že navedenih razlogov.
Na koncu priporočamo ogled koristnega videoposnetka na to temo:
Vsi pojavi v elektriki so pomembni, nekateri imajo manjši vpliv, drugi bolj. Vendar pa bi morali razumeti, kje in kako se manifestirajo, vsak, ki je povezan s tem področjem, ne glede na električarja, inženirja avtomatiziranega krmiljenja ali inštruktorja. Upamo, da zdaj veste, kaj opisuje Amperejev zakon, pa tudi njegov praktični pomen!
Povezani materiali:
- Joule-Lenzov zakon
- Kako pretvoriti ampere v kilovate
- Porazdelitev nabojev v prevodniku
