Ampere-Gesetz im Klartext
Definition
Das Ampere-Gesetz besagt, dass die Kraft, die um einen Leiter herum auftritt, direkt proportional zu seiner Länge, Stromstärke und magnetischen Induktion sowie dem Kosinus des Winkels zwischen dem Leiter und dem magnetischen Induktionsvektor ist. Dementsprechend ist seine Formel:
F = Bilcosa
Dieses F ist eine Ampere-Kraft. Ähnelt nichts? Sowohl die Formel als auch ihre physikalische Bedeutung selbst sind ähnlich. Lorentz Kraft. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Ampere-Gesetz für einen Leiter in einem Magnetfeld gilt und Lorentz auf geladene Teilchen einwirkt.
Wenn es in Vektorform dargestellt wird, sieht die Gleichung folgendermaßen aus:
Und in Differentialform:
Es gibt noch eine andere Formulierung: Das Ampere-Gesetz charakterisiert die Kraft, die in einem Magnetfeld auf einen Leiter wirkt. Es wurde 1820 von Andre Marie Ampère entdeckt.
In was wird die Ampere-Kraft gemessen? Wie andere Kräfte in der Physik - in Newton (N).
Interessant! In der Hausphysik wird in den meisten Fällen das SI-Einheitensystem eingehalten. Unter 1 Ampere wird in diesem System ein solcher Strom verstanden, wenn er durch zwei parallel und 1 Meter voneinander entfernte Leiter fließt, würde eine Wechselwirkungskraft von 2 * 10 ^ (- 7) N entstehen. Außerdem haben sie eine unendliche Länge , minimale Querschnittsfläche und in einem Vakuum angeordnet.
Da dieses Gesetz die Entstehung einer Art von Kraft impliziert, besteht kein Zweifel daran, dass mehrere solcher Kräfte miteinander interagieren werden. Mal sehen wie genau.
Durch die Wechselwirkung paralleler Ströme, die in eine Richtung fließen, beginnen sich zwei benachbarte Leiter anzuziehen. Wenn Ströme in verschiedene Richtungen fließen, stoßen sich die Leiter ab. Dies ist die wichtigste Maßnahme in diesem Gesetz.
Ampere Richtung
Um die Richtung dieser Kräfte zu bestimmen, verwenden Sie die Regel der linken Hand. Platzieren Sie dazu die offene Handfläche der linken Hand in der Nähe des Leiters, so dass die Linien des Magnetfeld-Induktionsvektors in ihn eintreten und die vier offenen Finger die Richtung des Stromflusses anzeigen. Dann zeigt der im rechten Winkel gebogene Daumen die Richtung der Kraft von Ampere und Lorentz an.
Denken Sie daran, dass die Richtung des magnetischen Induktionsvektors nach der Regel der rechten Hand bestimmt wird. Dazu müssen Sie vier Finger Ihrer rechten Hand um den Leiter biegen und Ihren Daumen im rechten Winkel beugen (als ob Sie "Klasse" anzeigen), damit er die Richtung des Stroms anzeigt.Dann zeigen vier gebogene Finger, wie die Linien des Magnetfelds verlaufen, sie beschreiben die Kreise um den leitenden Kern.
Praktische Anwendung
Das Ampere-Gesetz ist eines der wichtigsten Gesetze der Elektrotechnik. Schauen wir uns Beispiele aus der praktischen Anwendung an. Die Basis fast jedes Unternehmens ist ein elektrischer Antrieb. Der Motor und die elektromagnetischen Aktuatoren werden verwendet, um verschiedene Komponenten zu bewegen oder zu betätigen:
- automatisierte Rohrleitungsventile;
- Hebemechanismen;
- Elektrofahrzeuge (Elektrolokomotiven auf der Eisenbahn);
- Straßenbahnen;
- Trolleybusse;
- Elektroautos und so.
Durch die Amperekraft dreht sich der Motor aufgrund der Wechselwirkung zwischen Rotor- und Statorwicklung. Damit sich die Wicklungen drehen können, werden sie entweder mit einer Bürstenbaugruppe und einem Kollektor in Gleichstrommotoren geschaltet oder es wird Wechselstrom verwendet.
Auch bei Lautsprechern und Lautsprechern fand das Ampere-Gesetz Anwendung. Dort bewegt sich die Membran, auf der sich im Magnetfeld eines Permanentmagneten eine Wicklung aus Kupferdraht befindet.
Seine Wirkung wird bei Kurzschlüssen an Stromleitungen beobachtet. Wo sich unter dem Einfluss besonders großer Strömungen Reifen und Drähte zu verbiegen beginnen.
Zum Zeitpunkt des Schusses von der Railgun bewegen sich die Schienen auseinander. Dies liegt an den bereits aufgeführten Gründen.
Schließlich empfehlen wir, ein nützliches Video zum Thema anzusehen:
Alle Phänomene in der Elektrizität sind wichtig, einige wirken sich weniger aus, andere mehr. Es ist jedoch notwendig zu verstehen, wo und wie sie sich manifestieren, jeder, der mit diesem Bereich verbunden ist, unabhängig ein Elektriker, ACShnik oder KIPovets. Wir hoffen, dass Sie jetzt wissen, was das Ampere-Gesetz beschreibt und welche praktische Bedeutung es hat!
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