Trình Bày định Luật Ampe Về Tương Tác Từ Của Dòng điện

Điện là một phần khá phức tạp của vật lý, nó có đầy đủ các định luật và hiện tượng khác nhau đi kèm với dòng điện trong một dây dẫn. Ví dụ, nếu chúng ta có hai hoặc nhiều dây dẫn qua đó dòng điện chạy qua, thì các dây dẫn sẽ thu hút hoặc đẩy nhau. Đây là một biểu hiện của sức mạnh của Ampere. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mô tả bằng ngôn ngữ đơn giản hiện tượng này là gì và nơi nó được áp dụng.

Nội dung chính Show

• Định nghĩa
• Hướng Ampe
• Ứng dụng thực tế
• Video liên quan

Định nghĩa

Định luật của Ampe quy định rằng lực xuất hiện xung quanh một dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài, cường độ dòng điện và cảm ứng từ của nó, cũng như cosin của góc giữa dây dẫn và vectơ cảm ứng từ. Theo đó, công thức của nó:

F = song

F này là một lực Ampe. Không có gì giống với bất cứ điều gì? Cả công thức và ý nghĩa vật lý của nó là tương tự nhau. Lực lượng Lorentz. Sự khác biệt duy nhất là định luật của Ampe có giá trị đối với một dây dẫn trong từ trường và Lorentz tác dụng lên các hạt tích điện.

Nếu nó được trình bày dưới dạng vector, thì phương trình sẽ như sau:

Và ở dạng khác biệt:

Có một công thức khác: định luật của Ampe đặc trưng cho lực tác dụng lên một vật dẫn trong từ trường. Nó được phát hiện bởi Andre Marie Ampère vào năm 1820.

Lực Ampe đo được là gì? Giống như các lực khác trong vật lý - trong Newtons (N).

Hấp dẫn! Trong vật lý trong nước, trong hầu hết các trường hợp, tuân thủ hệ thống đơn vị SI. Vì vậy, trong hệ thống này, 1 Ampe được hiểu là dòng điện như vậy, khi nó chạy qua hai dây dẫn đặt song song và cách nhau 1 mét, một lực tương tác 2 * 10 ^ (- 7) N sẽ xuất hiện. , diện tích mặt cắt tối thiểu và nằm trong chân không.

Vì luật này ngụ ý sự xuất hiện của một loại lực nào đó, không có nghi ngờ rằng nếu có một số lực như vậy, chúng sẽ tương tác với nhau. Chúng ta hãy xem chính xác như thế nào.

Với sự tương tác của các dòng điện song song chảy theo một hướng, hai dây dẫn liền kề sẽ bắt đầu thu hút. Nếu dòng điện chạy theo các hướng khác nhau, các dây dẫn sẽ đẩy lùi. Đây là hành động quan trọng nhất trong luật này.

Hướng Ampe

Để xác định hướng của các lực này sử dụng quy tắc của tay trái. Để làm điều này, đặt lòng bàn tay mở của bàn tay trái gần dây dẫn sao cho các đường của vectơ cảm ứng từ trường đi vào nó, và bốn ngón tay mở chỉ ra hướng của dòng chảy. Sau đó ngón cái uốn cong ở một góc phải sẽ chỉ ra hướng của lực của Ampere và Lorentz.

Nhớ lại rằng hướng của vectơ cảm ứng từ được xác định bằng cách sử dụng quy tắc của bàn tay phải. Để làm điều này, bạn cần uốn cong bốn ngón tay của bàn tay phải quanh dây dẫn, uốn cong ngón tay cái của bạn ở một góc phải (như thể bạn đang hiển thị "lớp"), để nó chỉ ra hướng của dòng điện.Sau đó, bốn ngón tay uốn cong sẽ cho thấy các đường của từ trường đi qua như thế nào, chúng sẽ mô tả các vòng tròn xung quanh lõi dẫn điện.

Ứng dụng thực tế

Luật của Ampere là một trong những luật quan trọng nhất của kỹ thuật điện. Hãy xem xét các ví dụ từ ứng dụng thực tế của nó. Cơ sở của hầu hết mọi doanh nghiệp là một ổ điện. Động cơ và bộ truyền động điện từ được sử dụng để di chuyển hoặc vận hành các bộ phận khác nhau:

• van đường ống tự động;
• cơ chế cẩu;
• xe điện (đầu máy điện trên đường sắt);
• xe điện;
• Xe điện;
• xe điện và các công cụ.

Lực ampe làm cho động cơ quay do tương tác giữa rôto và cuộn dây stato. Để cuộn dây quay, chúng được chuyển đổi bằng cách sử dụng cụm bàn chải và bộ thu trong động cơ DC hoặc dòng điện xoay chiều được sử dụng.

Trong loa và loa cũng vậy, luật của Ampere đã tìm thấy ứng dụng của nó. Ở đó, màng di chuyển, trên đó một cuộn dây đồng được đặt trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu.

Hành động của nó được quan sát với các mạch ngắn trên đường dây điện. Ở đâu, dưới ảnh hưởng của dòng điện cực lớn, lốp xe và dây điện bắt đầu uốn cong.

Tại thời điểm bắn từ railgun, các đường ray đang di chuyển xa nhau. Điều này là do những lý do đã được liệt kê.

Cuối cùng, chúng tôi khuyên bạn nên xem một video hữu ích về chủ đề này:

Tất cả các hiện tượng trong điện là quan trọng, một số làm cho ít tác động hơn, một số khác. Tuy nhiên, cần phải hiểu vị trí và cách họ thể hiện bản thân, mọi người có liên quan đến lĩnh vực này, độc lập với một thợ điện, ACShnik hoặc KIPovets. Chúng tôi hy vọng rằng bây giờ bạn biết những gì luật của Ampere mô tả, cũng như ý nghĩa thực tế của nó!

Tài liệu liên quan:

LỰC TỪ – ĐỊNH LUẬT AMPE

Nguồn ảnh trên internet

TÓM TẮT LÝ THUYÊT

Yêu cầu:

–         Nắm được phương, chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên dòng điện.

–         Nắm được phương, chiều và độ lớn của lực tương tác giữa 2 dòng điện song song.

–         Nắm được tác dụng của lực từ lên khung dây có dòng điện.

–         Vận dụng vào các bài toán tính lực từ.

Nội dung:

·        Lực từ tác dụng lên dòng điện:

+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát.

+ Chiều: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào long bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.

+ Độ lớn tuân theo định luật Am-pe:

F = B.I.l.sinα

Trong đó, α là góc hợp bởi dòng điện và cảm ứng từ B.

·        Lực tương tác giữa 2 dòng điện thẳng song song:

+ Phương: nằm trong mặt phẳng chứa 2 dòng điện và vuông góc với 2 dòng điện.

+ Chiều: 2 dòng điện cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.

+ Độ lớn:

Trong đó, l là chiều dài dòng điện chịu tác dụng lực từ, r là khoảng cách 2 dòng điện.

·        Mô-men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện:

Một khung dây phẳng có dòng điện đặt trong từ trường đều sẽ chịu một ngẫu lực có tác dụng làm quay khung:

+ Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung: mô-men do ngẫu lực có giá trị cực đại.

+ Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung: mô-men do ngẫu lực bằng 0.

+ Độ lớn của mô-men ngẫu lực:

M = NIBSsinθ (đơn vị: N.m)

Trong đó, N là số vòng trong khung, S là tiết diện khung dây, θ là góc giữa vector cảm ứng từ và vector pháp tuyến của mặt phẳng khung.

BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1: Một đoạn dây dẫn dài 5 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vector cảm ứng từ. Dòng điện qua dây có cường độ 0,75 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-3 N. Xác định cảm ứng từ của từ trường.

Lời giải:

Chiều dài của dây l = 5 cm = 0,05 m.

Theo định luật Am-pe, lực từ tác dụng lên đoạn dây là

F = BIlsinα →

ĐS: 0,08 T

Bài 2: Hai dây dẫn thẳng, dài, song song với nhau và cách nhau d = 10 cm đặt trong không khí. Dòng điện trong hai dây đó có cường độ là I1 = 2 A, I2 = 5 A. Tính lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 0,20 m của mỗi dây dẫn.

Lời giải:

d = 10 cm = 0,1 m

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dài 0,2 m là:

ĐS: F = 4

Bài 3: Một khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD có cạnh AB = 10cm, BC = 5cm, gồm 20 vòng dây nối tiếp nhau có thể quay quanh cạnh AB thẳng đứng, dòng điện 1A đi qua mỗi vòng dây và hệ thống đặt trong từ trường đều B = 0,5T sao cho véctơ pháp tuyến của khung hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 300. Tính mô-men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây.

Lời giải:

Diện tích khung dây là: S = AB.BC = 50 cm2 = 5.10-3 m2.

Mô-men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây là:

M = NIBSsinθ = 20.1.0,5.5.10-3.sin30 = 0,025 (N.m)

ĐS: M = 0,025 N.m