Проводник с током в магнитном поле

Если внести проводник с током в магнитное поле (рисунок 1, а), то мы увидим, что в результате сложения магнитных полей магнита и проводника произойдет усиление результирующего магнитного поля с одной стороны проводника (на чертеже сверху) и ослабление магнитного поля с другой стороны проводника (на чертеже снизу). В результате действия двух магнитных полей произойдет искривление магнитных линий и они, стремясь сократиться, будут выталкивать проводник вниз (рисунок 1, б).

Взаимодействие проводника с током и магнитного поля

Рисунок 1. Взаимодействие проводника с током и магнитного поля

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить по "правилу левой руки". Его формулировка звучит так:

Если левую руку расположить в магнитном поле так, чтобы магнитные линии, выходящие из северного полюса, как бы входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то большой отогнутый палец руки покажет направление действия силы (рисунок 2). Действующую силу еще называют – "сила Ампера".

Определение направления силы, действующей на проводник по "правилу левой руки"
Рисунок 2. Определение направления силы, действующей на проводник по "правилу левой руки" Рисунок 3. Зависимость направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, от направления поля и направления тока в проводнике

Из рисунка 3 видно, что направление силы, действующей на проводник, можно изменить, либо меняя полюсы и изменяя этим направление магнитного поля (рисунок 3, а и б, а также в и г), либо меняя направление движения тока в проводнике (рисунок 3, а и в, а также б и г).

Если же поменять и полюсы и направление тока в проводнике одновременно, то направление силы, действующей на проводник, не изменится (рисунок 3, а и г, а также б и в).

Сила ΔF, действующая на элемент длины Δl проводника, зависит: от величины магнитной индукции B, величины тока в проводнике I, от элемента длины Δl проводника и от синуса угла α между направлением элемента длины Δl проводника и направлением магнитного поля. Эта зависимость может быть выражена формулой:

ΔF = B × I × Δl × sin α .

Для прямолинейного проводника конечной длины, помещенного перпендикулярно к направлению равномерного магнитного поля, сила, действующая на проводник, будет равна:

F = B × I × l .

Из последней формулы определим размерность магнитной индукции.

Так как размерность силы

Размерность силы

то размерность магнитной индукции

Размерность магнитной индукции

то есть размерность индукции такая же, какая была получена из закона Био и Савара.

Источник: Кузнецов М. И., "Основы электротехники" - 9-е издание, исправленное - Москва: Высшая школа, 1964 - 560с.

03 октября 2011 | Машины постоянного тока

Явление реакции якоря Поля якоря и индуктора, действующие совместно, образуют результирующее поле, характер которого на основании рисунка 1, а и б показан на рисунке 2. Полярность полюсов и направлений токов якоря...

25 апреля 2015 | Электротехника

Причины низкого "косинуса фи" Недозагрузка электродвигателей переменного тока При недозагрузке электродвигателя потребляемая им активная мощность уменьшается пропорционально нагрузке. В то же время реактивная мощность изменяется меньше. Поэтому чем меньше нагрузка двигателя, тем...

06 марта 2015 | Электротехника

В статье "Явление электромагнитной индукции" было дано определение взаимоиндукции. Было указано, что взаимоиндукцией называется влияние изменяющегося магнитного поля одного проводника на другой проводник, в результате чего во втором проводнике возникает...

26 сентября 2014 | Машины постоянного тока

Общие положения Исполнительными двигателями называются двигатели, которые применяются в системах автоматического управления и регулирования различных автоматизированных установок и предназначены для преобразования электрического сигнала (напряжения управления), получаемого от какого-либо измерительного органа, в...

31 марта 2015 | Электротехника

На схемах цепей переменного тока сопротивления обозначаются, как показано на рисунке 1. На практике часто встречаются проводники, обладающие как активным, так индуктивным и емкостным сопротивлениями. Рисунок 1. Обозначения сопротивлений...

Информационный сайт "Электромеханика", © 2011-2019. Копирование материалов запрещено.