Ampere Direcția de putere
Ampere a fost primul care a stabilit că conductorii, prin care curge curentul electric, interacționează mecanic (atras sau respins). Forța ($ \ overrightarrow $), care acționează asupra unui conductor rectiliniu cu curentul (I), este întotdeauna perpendiculară pe conductorul și direcția vectorului magnetic de inducție ($ \ overrightarrow $). Dacă conductorul rectiliniu este paralel cu direcția liniilor de câmp magnetic, câmpul nu acționează. Direcția specifică a puterii lui Ampere poate fi găsită cu ajutorul regulii mâinii stângi. Mâna stângă ar trebui să fie poziționată astfel încât liniile câmpului să intre în palma mâinii dvs., cele patru degete sunt direcționate de-a lungul curentului, apoi degetul mare întors la 90 de grade va indica direcția forței lui Ampere. Dacă direcția vectorului $ \ overrightarrow $ este un unghi cu direcția curentului, atunci pentru a determina direcția forței Ampera, este de dorit să extindeți vectorul magnetic de inducție în două componente (figura 1):
unde $ \ overrightarrow> $ este perpendicular pe curent, $ \ overrightarrow> $ este paralel cu curentul. Numai $ \ overrightarrow> $ - numește acțiunea câmpului, trebuie aplicată regula stânga.
Rezolvați controlul la toate subiectele. 10 ani de experiență! Prețul este de la 100 de ruble. termen de la 1 zi!
Vom scrie ieftin și la timp! Peste 50 000 de specialiști dovediți
Oferta speciala! Oferim 100 de ruble.
la prima comanda!
de la 200 de ruble / de la 2 ore
de la 350 ruble pe 2 ore
de la 50 ruble / de la 2 ore
Un alt amper a stabilit că doi conductoare paralele cu curent sunt atrase dacă curenții au aceleași direcții și resping, dacă curenții curg în direcții opuse. Acest lucru este ușor de explicat dacă ne imaginăm că un conductor creează un câmp magnetic, iar un alt conductor este plasat în el și acest câmp acționează asupra acestuia. Puteți folosi regula mâinii stângi și puteți afla cum este direcționată forța.
Legea lui Ampere
Pentru un conductor rectiliniu, forța de amperi este:
unde $ I $ este curentul care circulă în conductor, $ \ overrightarrow $ este vectorul de inducție al câmpului magnetic în care este plasat conductorul, $ \ overrightarrow $ este lungimea conductorului, direcția este dată de direcția curentului. Modulul de rezistență la amperaj în acest caz este:
Este clar că, în practică, nu toți dirijorii sunt direct. Cu toate acestea, orice conductor poate fi împărțit într-un set de piese care pot fi considerate drept. Se introduce apoi conceptul unui element curent: este o cantitate egală cu $: \ Id \ overrightarrow $, unde $ d \ overrightarrow $ este o secțiune elementară rectilinie a conductorului, un vector direcționat de-a lungul curentului. Apoi legea Ampere este scrisă în următoarea formă:
În forma scalară (4) scrieți:
unde $ \ alpha $ este unghiul dintre vectorii $ \ overrightarrow și \ \ overrightarrow $.
Forța Ampera care acționează pe un fir cu un curent de lungime finită poate fi găsită prin însumare (vector):
unde integrarea se realizează pe întreaga lungime a conductorului.
Expresiile (2) și (4) sunt legea Amperului.
Pentru conductoare paralele, cu infinit de lungime, cu curent, puterea lui Ampere este:
unde $ I_1, I_2 $ - curenții curge în conductori, $ d $ - distanța dintre conductoare, $ l $ - lungimea conductorului $ (l \ gg d) $, $ _0 = 4 \ pi \ cdot ^ \ frac \ (Henry \ per \ meter) $ este constanta magnetica. Această formulă este ușor de obținut de la Legea lui Ampere.
Dacă unul dintre conductori nu este drept și trebuie să găsiți forța Amperului care acționează asupra ei. Câmpul creează astfel un conductor lung drept. Apoi forța dorită poate fi găsită din formula:
unde $ dF $ este forța Ampère care acționează pe un conductor elementar cu curent ($ I_2 \ overrightarrow $) din partea unui conductor rectiliniu infinit de lung, cu curent $ I_1 $.
Înțelesul legii lui Ampere
Pe baza legii Ampere, unitățile de intensitate actuală sunt stabilite în sistemele SI și SGSM. Deoarece Amperi egal cu curent dc care, atunci când curge de-a lungul două paralele conductoarele infinit drepte lungi de secțiune circulară infinit de mici, la o distanță de 1 m unul de altul într-un vid determină puterea interacțiunii acestor conductori egal la $ 2 \ cdot ^ N $ pe metru lungime.
Alocare: într-un câmp magnetic orientat vertical în jos pe două fire fără greutate, un conductor cu curent de forță I = 2A este suspendat orizontal. Greutatea conductorului este de $ m = 10 ^ kg, lungimea l = 0,4 m. Inducerea câmpului magnetic este de 0,25T. Determinați cantitatea de unghi la care firul pe care conductorul de curent atârnă este deviat. Conductorul este tot în câmp.
Conductorul este perpendicular pe planul desenului (curentul este direcționat de la noi). Se scrie condiția de echilibru pentru conductor:
unde $ \ overrightarrow $ este forța Ampère, $ \ overrightarrow $ este forța gravitației, $ \ overrightarrow $ este forța de reacție a firului.
Proiectăm (1.1) pe axă:
\ [X: \ -F_A-2Nsin \ alpha = 0 \\ stânga (1.2 \ dreapta).]
Împărțim (1.2) cu (1.3), obținem:
Modulul de forță amperi pentru un conductor rectiliniu, cu un curent suspendat într-un câmp curent, cu $ \ overrightarrow \ bot \ overrightarrow \ $ egal cu:
Noi rescriim (1.4) cu alocația pentru (1.5), obținem:
Înlocuim datele inițiale, efectuăm calculele:
Răspuns: $ \ alpha \ cca 64<>^ \ circ $.
Sarcina: Un conductor cu un curent are forma unui pătrat, acesta va scurge curentul I. Într-un plan cu un cadru se află un conductor infinit de lung drept cu același curent. Aranjamentul conductorilor este dat în Fig. Aflați ce forță acționează asupra cadrului, dacă distanța dintre o parte a cadrului și fir este egală cu lungimea laturii pătratului.
Câmpul magnetic este creat de un conductor infinit de lung cu curent. Modul de inducție al acestui câmp știm că poate fi scris ca:
unde r este distanța de la conductorul clatitei la punctul câmpului.
Câmpul de sârmă are o simetrie cilindrică, pentru toate punctele cadrului acesta va fi direcționat perpendicular. Dacă luăm în considerare forțele amperi care acționează asupra fiecăreia dintre cele patru părți componente ale cadrului, atunci expresia pentru modulul de rezistență al Amperului poate fi folosită în forma:
unde $ l = a $. Trebuie notat că pe laturile care sunt perpendiculare pe conductor cu curentul vor acționa forțe egale în magnitudine și opuse în direcție, astfel încât contribuția rezultantă este zero. $ \ overrightarrow> $ = - $ \ overrightarrow> $.
Forțele $ F_ și \ F_ $ sunt direcționate de-a lungul unei linii drepte, dar în direcții opuse. În consecință, găsim forța modulo rezultantă:
Folosind Legea lui Ampere și amintindu-ne că câmpul magnetic este perpendicular pe curentul de pe laturile pătratului, scriem:
Substituind (2.5) în (2.4), obținem:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: