Elektricitet är en ganska komplex gren av fysiken, den är full av olika lagar och fenomen som följer med strömflödet i en ledare. Till exempel, om vi har två eller flera ledare genom vilka en elektrisk ström flyter, kommer ledarna att attrahera eller stöta bort varandra. Detta är en manifestation av Amperes styrka. I den här artikeln kommer vi att förklara på ett enkelt språk vad detta fenomen är och var det tillämpas.
Innehåll:
- Definition
- Ampere kraftriktning
- Tillämpning i praktiken
Definition
Amperes lag säger att kraften som uppstår runt en ledare är direkt proportionell mot dess längd, strömstyrka och magnetisk induktion, samt cosinus för vinkeln mellan ledaren och den magnetiska vektorn induktion. Följaktligen är dess formel:
F = BILcosa
Detta F är Ampere-kraften. Ser det inte ut som något? Både formeln och dess fysiska betydelse liknar varandra Lorentz kraft. Den enda skillnaden är att Amperes lag gäller för en ledare i ett magnetfält, och Lorentz verkar på laddade partiklar.
Om den presenteras i vektorform kommer ekvationen att se ut så här:
Och i differentiell form:
Det finns en annan formulering: Amperes lag kännetecknar kraften som verkar på en ledare i ett magnetfält. Den upptäcktes av André Marie Ampere 1820.
Hur mäts Amperes styrka? Samt andra krafter inom fysiken - i Newton (N).
Intressant! Inom inhemsk fysik följs i de flesta fall SI-systemet av enheter. Så i detta system förstås ett värde på 1 Ampere som en sådan ström, när den flyter genom två ledare placerade parallellt och 1 meter från varandra, skulle det finnas en interaktionskraft i 2 * 10 ^ (- 7) N. Dessutom har de en oändlig längd, en minsta tvärsnittsarea och är placerade i ett vakuum.
Eftersom denna lag innebär uppkomsten av någon slags kraft, råder det ingen tvekan om att i närvaro av flera sådana krafter kommer de att interagera med varandra. Låt oss ta reda på exakt hur.
När parallella strömmar flyter i samma riktning, kommer två intilliggande ledare att börja attrahera. Om strömmarna flyter i olika riktningar kommer ledarna att stöta bort. Detta är den viktigaste åtgärden i denna lag.
Ampere kraftriktning
Vänsterhandsregeln används för att bestämma riktningen för dessa krafter. För att göra detta, placera den öppna handflatan på vänster hand nära ledaren så att linjer i den magnetiska induktionsvektorn och fyra öppna fingrar indikerade flödesriktningen nuvarande. Då kommer tummen böjd i rät vinkel att indikera riktningen för kraften från Ampere och Lorentz.
Kom ihåg att riktningen för den magnetiska induktionsvektorn bestäms med hjälp av högerregeln. För att göra detta måste du gå runt fyra fingrar på din högra hand runt ledaren, böja tummen i rät vinkel (som om du visar en "klass"), så att den indikerar strömriktningen. Sedan kommer fyra böjda fingrar att visa hur magnetfältets linjer passerar, de kommer att beskriva cirklar runt den ledande kärnan.
Tillämpning i praktiken
Amperes lag är en av de viktigaste lagarna inom elektroteknik. Låt oss ta en titt på exempel från dess praktiska tillämpning. Grunden för nästan alla företag är den elektriska enheten. Motor och elektromagnetiska ställdon används för att flytta eller påverka olika komponenter:
- automatiserade slussventiler för rörledningar;
- lyftmekanismer;
- elektriska transporter (elektriska lok på järnvägen);
- spårvagnar;
- trolleybussar;
- elbilar och så vidare.
Amperekraft får motorn att rotera på grund av samverkan mellan rotor- och statorlindningarna. För att lindningarna ska rotera växlas de antingen med hjälp av en borstenhet och en kollektor i DC-motorer, eller med växelström.
Amperes lag har även hittat in i högtalare och högtalare. Där rör sig membranet, på vilket en koppartrådslindning är belägen i en permanentmagnets magnetfält.
Dess verkan observeras under kortslutningar på kraftledningar. Där, under påverkan av ultrahöga strömmar, börjar däck och vajrar att böjas.
I ögonblicket av skjutning från rälspistolen flyttas rälsen isär. Detta beror på de redan angivna skälen.
Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en användbar video om ämnet:
Alla fenomen inom elektricitet är viktiga, vissa har mindre påverkan, vissa mer. Men för att förstå var och hur de manifesterar sig bör alla som är förknippade med detta område, oavsett en elektriker, en automatiserad kontrollsystemingenjör eller en instruktör. Vi hoppas att du nu vet vad Amperes lag beskriver, såväl som dess praktiska betydelse!
Relaterat material:
- Joule-Lenz lag
- Hur man konverterar ampere till kilowatt
- Fördelning av avgifter i en konduktör
