Definiția și formula puterii lui Ampere
Forța care acționează asupra unui conductor cu curent într-un câmp magnetic este numită forța de amperi. Denumirea sa :. Cantitatea vectorilor de forță amperi. Direcția sa determină regula mâinii stângi: este necesar să se plaseze palma mâinii stângi astfel încât liniile de forță ale câmpului magnetic să intre în ea. Cele patru degete prelungite indică direcția curentului. În acest caz, îndoitoarea de pe degetul mare va indica direcția forței Ampera (figura 1).
Legea lui Ampere
Forța elementară de amperi este determinată de legea lui Ampere (sau formulă):
unde I - intensitatea curentului, - un mic element de lungime a conductorului - este un vector egal cu lungimea absolută a conductorului, îndreptat în aceeași direcție ca vector al densității de curent, - câmpul magnetic, în care un conductor parcurs de curent.
Altfel, această formulă pentru puterea lui Ampere este scrisă ca:
unde vectorul de densitate curentă, dV este elementul de volum al conductorului.
Modulul de alimentare Ampère se găsește în conformitate cu expresia:
unde este unghiul dintre vectorii de inducție magnetică și direcția fluxului de curent. Din expresia (3) este evident că forța de amperi este maximă în cazul liniilor perpendiculare ale inducției magnetice a câmpului față de conductor cu curent.
Forțe care acționează pe conductori cu curent într-un câmp magnetic
Din legea lui Ampere rezultă că o forță egală cu 1 acționează asupra unui conductor cu un curent egal cu I:
unde inducția magnetică, considerată într-o bucată mică de conductor dl. Integrarea în formula (4) se realizează de-a lungul întregii lungimi a conductorului (l). Din expresia (4) rezultă că pe un circuit închis cu curent I, într-un câmp magnetic uniform, forța de amperaj acționează egală cu
Forța Ampera, care acționează asupra unui element (dl) al unui conductor direct cu curentul I1. plasat într-un câmp magnetic, care creează un alt conductor drept paralel cu primul cu un curent I2. este egal în modul:
unde d este distanța dintre conductori, Гн / м (sau Н / А 2) este constanta magnetică. Se atrag conductori cu curenți de o direcție. Dacă direcțiile curenților din conductori diferă, ei resping. Pentru conductorii paralele de lungime infinită considerată mai sus, forța Amperan pe unitate de lungime poate fi calculată din formula:
Formula (6) din sistemul SI este utilizată pentru a obține o valoare cantitativă a constantei magnetice.
Unități de măsurare a puterii amperatorului
Unitatea de bază de măsură a forței amperi (precum și a oricărei alte forțe) în sistemul SI este: [FA] = H
Exemple de rezolvare a problemelor
Sarcină. Direct conductor de lungime l cu curent I este într-un câmp magnetic uniform B. Pe conductorul o forță F. Care este unghiul dintre direcția fluxului de curent și vectorul inducție magnetică?
Soluția. Conductorul cu curent într-un câmp magnetic este acționat de o forță de amperi al cărei modul pentru un conductor rectiliniu cu un curent situat într-un câmp omogen poate fi reprezentat ca:
unde este unghiul dorit. Prin urmare:
Sarcină. Două conductori subțiri și lungi cu curenți se află în același plan la o distanță d una de cealaltă. Lățimea conductorului drept este a. Curenții I1 și I2 curg de-a lungul conductorilor (figura 1). Care este forța Ampera care acționează asupra conductorilor pe unitate de lungime?
Soluția. Ca bază pentru rezolvarea problemei, luăm formula forței elementare Ampere:
Presupunem că curentul conductor I1 creează un câmp magnetic, iar celălalt ghid îl nahoditsya.Stanem caută forță Amperi care acționează pe un I2 curent purtător conductor. Izolați conductorul (2) dx mic element (1), care este situat la o distanță x de la primul conductor. Câmpul magnetic, care creează un fir 1 (câmpul magnetic al unui fir drept infinit care transportă un curent) la locația elementadxpo teoremei circulație poate fi găsit ca:
Vectorul de inducție magnetică în punctul de amplasare al elementului dx este orientat perpendicular pe planul figurii, prin urmare, modulul forței elementare Ampere care acționează asupra ei poate fi reprezentat ca:
unde curentul care curge în elementul conductor dx este exprimat ca:
Apoi, expresia pentru dFA. luând în considerare (2.2) și (2.4), scriem ca:
unde se poate vedea din figura 1 că, prin condiția problemei, forța ar trebui să fie găsită pe unitate de lungime, prin urmare. Pentru a găsi forța totală de amperi care acționează asupra conductorului (2), luăm integralele duble ale expresiei (2.5):
Conductorii acționează reciproc cu forțe egale în modul și deoarece curenții sunt direcționați în mod egal, aceștia sunt atrași.
Trimiteți-le prietenilor: