Закон Ампера простым языком

  • Определение
  • Направление силы ампер
  • Применение на практике

Определение

Закон Ампера гласит, что сила вокруг проводника прямо пропорциональна его длине, току и магнитной индукции, а также косинусу угла между проводником и вектором магнитной индукции. Соответственно, его формула:

F = BILcosa.

Это F — сила в амперах. Звучит знакомо? И картина, и ее физический смысл аналогичны силе Лоренца. Единственное отличие состоит в том, что закон Ампера действует для проводника в магнитном поле, а сила Лоренца действует для заряженных частиц.

Если его представить в виде вектора, уравнение будет выглядеть так:

И в дифференциальной форме:

Есть еще одна формулировка: закон Ампера характеризует силу, действующую на проводник в магнитном поле. Его открыл Андре Мари Ампер в 1820 году.

В чем измеряется сила тока в амперах? Как и другие силы в физике — в Ньютонах (Н).

Интересно! В большинстве случаев отечественная физика использует систему единиц СИ. В этой системе значение в амперах равно току, который, протекая через два проводника, помещенных параллельно на расстоянии 1 метра друг от друга, создает силу взаимодействия 2 * 10 ^ (- 7) Н. Эти проводники имеют бесконечную длину, минимальную площадь поперечного сечения и в вакууме.

Поскольку этот закон предполагает наличие силы, нет сомнений в том, что при наличии нескольких таких сил они будут взаимодействовать. Рассмотрим, как именно.

Когда параллельные токи, текущие в одном направлении, взаимодействуют, два соседних проводника начнут притягиваться друг к другу. Если токи текут в разные стороны, проводники будут отталкивать друг друга. Это самое важное действие в этом законе.

Направление силы Ампера

Правило левой руки используется для определения направления этих сил. Для этого следует расположить открытую ладонь левой руки возле проводника так, чтобы линии вектора индукции магнитного поля входили в него, а четыре открытых пальца указывали в сторону протекания тока. Тогда большой палец, согнутый под прямым углом, укажет направление сил Ампера и Лоренца.

Напомним, что направление вектора магнитной индукции определяется по правилу правой руки. Для этого обхватите провод четырьмя пальцами правой руки, большой палец согнут под прямым углом (как бы показывая «класс») так, чтобы он указывал в направлении тока. Затем четыре согнутых пальца покажут линии магнитного поля, они будут описывать круги вокруг проводника.

Применение на практике

Закон Ампера — один из важнейших законов электротехники. Давайте посмотрим на примеры из его практического применения. Основа практически любой установки — электропривод. Электромагнитные двигатели и исполнительные механизмы используются для перемещения или приведения в действие различных элементов:

  • автоматические трубопроводные задвижки;
  • подъемные устройства;
  • электротранспорт (электровозы на железных дорогах)
  • трамваи;
  • троллейбусы;
  • электромобили и др.

Амперная сила заставляет двигатель вращаться из-за взаимодействия между обмотками ротора и статора. Для вращения обмоток они либо переключаются через щеточный узел и коллектор в двигателях постоянного тока, либо используется переменный ток.

Закон Ампера также нашел свое применение в громкоговорителях и громкоговорителях. Он основан на движении диафрагмы с катушкой из медной проволоки в магнитном поле постоянного магнита.

Его работа наблюдается при коротких замыканиях на ЛЭП. Где под действием очень сильных токов рельсы и кабели начинают гнуться.

При выстреле из рельсотрона рельсы разворачиваются. Это связано с уже упомянутыми причинами.

Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео на эту тему:

Все явления в электричестве важны, одни имеют меньшее влияние, другие — большее. Однако, чтобы понять, где и как они происходят, каждый, кто связан с этой сферой, будь то электрик, оператор CAM или прибор-генератор.Мы надеемся, что теперь вы знаете, что описывает закон Ампера и каково его практическое значение!

Материалы по теме: