Закрыть

Где применяется сила ампера: Применение сил Ампера и Лоренца в науке и технике. Амперметр, телеграф, электромагниты, масс-анализаторы

Содержание

Сила Ампера и закон Ампера

Закон Ампера
  • Что такое сила Ампера

  • Правило левой руки

  • Применение силы Ампера

  • Сила Ампера, видео
  • Трудно представить нашу современную жизнь без электричества, ведь исчезни оно, это бы мгновенно привело к глобальным катастрофическим последствиям. Так что в любом случае с электричеством мы отныне не разлучные. А вот для того, чтобы иметь с ним дело нужно знать определенные физические законы, одним из которых, безусловно, является закон Ампера. А пресловутая магнитная сила Ампера – главная составляющая этого закона.

    Закон Ампера

    Итак, давайте сформулируем закон Ампера: в параллельных проводниках, где электрические токи текут в одном направление, появляется сила притяжения. А в проводниках, где токи текут в противоположных направлениях, наоборот возникает сила отталкивания. Если же говорить простым житейским языком, то закон Ампера можно сформулировать предельно просто «противоположности притягиваются», и ведь в реальной жизни (а не только физике) мы наблюдаемо подобное явление, не так ли?

    Но вернемся к физике, в ней также под законом Ампера понимают закон, определяющий силу действия магнитного поля на ту часть проводника, по которой протекает ток.

    Что такое сила Ампера

    Собственно сила ампера и является той силой действия магнитного поля на проводник, по которому идет ток. Сила Ампера вычисляется по формуле как результат умножения плотности тока, идущего по проводнику на индукцию магнитного поля, в котором находится проводник. Как результат формула силы Ампера будет выглядеть так

    са=ст*дчп*ми

    Где, са – сила Ампера, ст – сила тока, дчп – длина части проводника, ми – магнитная индукция.

    Правило левой руки

    Правило левой руки предназначено для того, чтобы помочь запомнить, куда направлена сила Ампера. Оно звучит следующим образом: если рука занимает такое положение, что линии самой магнитной индукции внешнего поля заходят в ладонь, а пальцы с мизинца по указательный указывают направление в сторону движения тока в проводнике, то отторгнутый под углом в 90 градусов большой палец ладони и будет указывать, куда направлена сила Ампера, действующая на элемент проводника.

    правило левой руки

    Примерно так выглядит правило левой руки на этой схеме.

    Применение силы Ампера

    Применение силы Ампера в современном мире очень широкое, можно даже без преувеличение сказать, что мы буквально окружены силой Ампера. Например, когда вы едете в трамвае, троллейбусе, электромобиле, его в движение приводит именно она, сила Ампера. Аналогичны лифты, электрические ворота, двери, любые электроприборы, все это работает именно благодаря силе Ампера.

    Сила Ампера, видео

    И в завершение небольшой видео урок о силе Ампера.


    правило левой руки

    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.


    Применение действия силы Ампера в технике | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

    Тема:

    Магнитостатика

    Силы Ампера используются для преобра­зования энергии электрического тока в ме­ханическую энергию проводника. Такое пре­образование применяется во многих элект­ротехнических устройствах. Рассмотрим не­которые из них.

    1. Электроизмерительные приборы магни­тоэлектрической системы.

    Рис. 6.19. Строение измерительного при­бора магнитоэлектрической системы

    Электроизмерительный прибор магнито­электрической системы состоит из посто­янного магнита и проволочной рамки, кото­рая находится между полюсами (рис. 6.19). Полюса магнита имеют специальные насад­ки, которые дают возможность получить такое магнитное поле, при котором по­ворачивание рамки в нем не приводит к изменению угла между магнитной индук­цией и проводниками рамки. Этот угол ос­тается всегда равным 90°. С рамкой соеди­нены две спиральные пружины, которые подводят электрический ток к рамке. При прохождении электрического тока по рамке появляется сила Ампера, пропорциональная силе тока в рамке. Поворачивание рамки приводит к деформации пружин и возник­новению силы упругости. Рамка прекратит поворачиваться тогда, когда момент

    силы Ампера станет равным моменту силы упру­гости.

    Стрелка, связанная с рамкой, показывает угол ее поворота, при котором моменты урав­новешиваются. Этот угол пропорциональ­ный силе тока в рамке.

    2. Электрический двигатель постоянного тока. Материал с сайта http://worldofschool.ru

    Рис. 6.20. Строение двигателя постоян­ного тока

    Электрический двигатель предназначен для непрерывного превращения энергии элект­рического тока в механическую. Принцип его действия такой же, как и электроизме­рительного прибора, описанного выше. Но в его конструкции отсутствует пружина. Ток к рамке подводится через специальные скользящие контакты — щетки (рис. 6.20). При замыкании цепи рамка начинает взаи­модействовать с магнитным полем постоян­ного магнита или электромагнита и повора­чивается так, что ее плоскость становится перпендикулярной магнитной индукции. Не­прерывность вращения рамки обеспечива­ется применением специального устройст­ва — коллектора, которое периодически из­меняет направление тока в рамке.

    В современных электродвигателях постоян­ного тока подвижная часть (ротор) состоит из многих рамок, размещенных в пазах ци­линдра из специальной электротехнической стали. Роль коллектора в них часто вы­полняет специальное электронное устройст­во.

    На этой странице материал по темам:
    • Закон ампера, его применение в двигателях и электроизмерительных приборах.

    • Применение закона ампера в технике

    • Реферат на тему силаа ампера и его применение в техники

    • Закон ампера и его применение в двигателях и электроизмерительных приборах

    • Применение силы ампера в технике

    Магнитная сила Ампера

    Возьмем прямой проводник, изготовленный из алюминия, и подвесим его на тонких и гибких проводах таким образом, чтобы он находился между полюсами подковообразного постоянного магнита как на рисунке (а). Если в проводнике пропустить ток, проводник отклонится от положения равновесия — рисунок (б). Причиной такого отклонения является сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля. Доказал наличие этой силы и выяснил, от чего зависят ее значение и направление, французский физик, математик и химик Андре Мари Ампер. Именно поэтому это явление называют магнитной силой Ампера.

     

    Сила Ампера — это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

    Сила Ампера прямо пропорциональна силе тока в проводнике и длине активной части проводника (то есть части, которая расположена в магнитном поле). Сила Ампера увеличивается с увеличением индукции магнитного поля и зависит от того, под каким углом к ​​линиям магнитной индукции расположен проводник.

    Значение силы Ампера (FA) вычисляют по формуле:

    где В — магнитная индукция магнитного поля; I — сила тока в проводнике; l — длина активной части проводника; α — угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока в проводнике.

    Угол α — это угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока в проводнике

    Обратите внимание! Магнитное поле не будет действовать на проводник с током (FA= 0), если проводник расположен параллельно магнитным линиям поля (sin α = 0).

    Определение
    направления силы Ампера
    по правилу левой руки

    Чтобы определить направление силы Ампера, используют правило левой руки:

    Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутые пальцы указывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90 ° большой палец укажет направление силы Ампера.

    На рисунке слева показано определения направления силы Ампера, действующая на проводник, расположенный в однородном магнитном поле. Давайте определим направление тока в проводнике, направление магнитной индукции и направление силы Ампера.

    Получаем формулу для определения модуля магнитной индукции

    Если проводник расположен перпендикулярно к линиям магнитной индукции (α = 90 °, sin α = 1), то поле действует на проводник с максимальной силой:

    Отсюда получаем формулу для определения модуля магнитной индукции:

    Обратите внимание! Значение магнитной индукции не зависит ни от силы тока в проводнике, ни от длины проводника, а зависит только от свойств магнитного поля.

    Например, если уменьшить силу тока в проводнике, то изменится и сила Ампера, с которой магнитное поле действует на проводник, а вот значение магнитной индукции останется неизменным.

    В СИ единица магнитной индукции — тесла (Тл), единица силы — ньютон (Н), силы тока — ампер (А), длины — метр (м), поэтому:

    1Тл — это индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с максимальной силой 1 Н на проводник длиной 1 м, в котором течет ток силой 1 А.

    Проверочные задачи по теме: магнитное взаимодействие токов и сила Ампера

    Задача 1. Докажите, что два параллельных проводника, в которых текут токи одного направления, притягиваются.

    Анализ задачи:

    Вокруг любого проводника с током существует магнитное поле, следовательно, каждый из двух проводников находится в магнитном поле другого. На первый проводник действует сила Ампера со стороны магнитного поля, созданного током во втором проводнике, и наоборот. Определив по правилу левой руки направления этих сил, выясним, как вести себя проводники.

    Решение:

    В ходе решения выполним объяснительные рисунки: изобразим проводники А и В, покажем направление тока в них и др.

    Определим направление силы Ампера, действующая на проводник А, находящегося в магнитном поле проводника В.

    1) С помощью правила буравчика определим направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного проводником В (рисунок слева). Выясняется, что у проводника А магнитные линии направлены к нам (отметка «•»).

    2) Воспользовавшись правилом левой руки, определим направление силы Ампера, действующая на проводник А со стороны магнитного поля проводника В.

    3) Приходим к выводу: проводник А привлекается к проводнику В.

    Теперь найдем направление силы Ампера, действующая на проводник В, находится в магнитном поле проводника А.

    1) Определим направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного проводником А (рисунок справа). Выясняется, что у проводника В магнитные линии направлены от нас (отметка «х»).

    2) Определим направление силы Ампера, действующая на проводник В.

    3) Приходим к выводу: проводник В привлекается к проводнику А.

    Ответ: два параллельных проводника, в которых текут токи одного направления, действительно притягиваются.

    Задача 2. Прямой проводник (стержень) длиной 0,1 м массой 40 г находится в горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 0,5 Тл. Стержень расположен перпендикулярно магнитных линий поля). Ток какой силы и в каком направлении следует пропустить в стержне, чтобы он не давил на опору (завис в магнитном поле)?

    Анализ задачи:

    Стержень не будет давить на опору, если сила Ампера уравновесит силу тяжести. Это произойдет при следующих условиях:

    1. сила Ампера будет направлена ​​противоположно силе тяжести (то есть вертикально вверх)
    2. значение силы Ампера равна значению силы тяжести FA =  Fтяж

    Направление тока определим, воспользовавшись правилом левой руки.

    Решение:

    Определим направление тока. Для этого расположим левую руку так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а отогнутый на 90 ° большой палец был направлен вертикально вверх. Четыре вытянутые пальцы укажут направление от нас. Итак, ток в проводнике следует направить от нас.

    Учитываем, что FA =  FтяжFA= BIlsinα, где sin α = 1; Fтяж = mg

    Из последнего выражения найдем силу тока: I = mg/Bl

    Проверим единицу, найдем значение искомой величины.

    Ответ: I = 8 А; Ток в направлении от нас.

    Подводим итоги

    Силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называют силой Ампера. Значение силы Ампера вычисляют по формуле: FA= BIlsinα, где B — индукция магнитного поля; I — сила тока в проводнике; l — длина активной части проводника; α — угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением тока в проводнике.

    Для определения направления магнитной силы Ампера используют правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре вытянутые пальцы указывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90 ° большой палец укажет направление силы Ампера.

    Что такое сила Ампера? :: SYL.ru

    Знания о том, что такое сила Ампера, как она относится и чем может быть полезна для людей, необходимы для тех, кто работает с током. Как для собственной безопасности, так и для работы с различной радиоэлектроникой (при конструировании рельсетронов, что довольно популярно). Но хватит ходить вокруг, приступим к выяснению того, что такое сила Ампера, особенности этой силы и где она используется. Также можно будет прочитать потенциал использования в будущем и пользу от использования сейчас.

    Закон Ампера

    сила ампераСила Ампера является главной составляющей закона Ампера - закона о взаимодействии электрических токов. В нём говорится, что в параллельных проводниках, в которых электрические токи текут в одном направлении, возникает сила притягивания. А в тех проводниках, в которых электрические токи текут в противоположных направлениях, возникает сила отталкивания.

    Также законом Ампера называют закон, который определяет силу действия магнитного поля не небольшую часть проводника, по которой протекает ток. В данном случае она определяется как результат умножения плотности тока, который идёт по проводнику, на индукцию магнитного поля, в котором проводник находится.

    Из самого закона Ампера сделаны выводы, что сила Ампера равняется нулю, если величина угла, расположенного между током и линией магнитной индукции, тоже будет равняться нулю. Другими словами, проводник для достижения нулевого значения должен быть расположен вдоль линии магнитной индукции.

    А что же такое сила Ампера?

    применение силы ампераЭто сила, с которой магнитное поле влияет на часть проводника, по которому течёт ток. Сам проводник находится в магнитном поле. Сила Ампера прямо зависит от силы тока в проводнике и векторного произведения длины части проводника, множимого на магнитную индукцию.

    В формульном виде всё будет выглядеть так: са=ст*дчп*ми. Здесь:

    • са – сила Ампера,
    • ст – сила тока,
    • дчп – длина части проводника,
    • ми – магнитная индукция.

    История открытия

    Впервые его сформулировал Андре Ампер, который применил закон к постоянному току. Открыт он был в 1820 году. Этот закон в будущем имел далеко идущие последствия, ведь без него представить работу целого ряда электрических приборов просто невозможно.

    Правило левой руки

    направление силы ампераЭто правило помогает запомнить направление силы Ампера. Само правило звучит так: если рука занимает такое положение, что линии самой магнитной индукции внешнего поля заходят в ладонь, а пальцы с мизинца по указательный указывают направление в сторону движения тока в проводнике, то отторгнутый по углом в 90 градусов большой палец ладони и будет указывать, куда направлена сила Ампера, действующая на элемент проводника. Могут возникнуть некоторые затруднения при использовании этого правила, но только если угол между током и индукцией поля слишком маленький. Для простоты применения этого правила ладонь часто располагают так, чтобы в неё входил не вектор, а модуль магнитной индукции (как изображено на картинке).

    Сила Ампера (при использовании двух параллельных проводников)

    сила ампераПредставьте два бесконечных проводника, которые расположены на определённом расстоянии. По ним протекают токи. Если токи текут в одном направлении, то проводники притягиваются. В противоположном случае они будут отталкиваться один от одного. Поля, которые создают параллельные проводники, направлены встречно друг другу. И чтобы понять, почему они реагируют именно так, вам достаточно вспомнить о том, что одноименные полюса магнитов или одноименные заряды всегда отталкиваются. Для определения стороны направления поля, созданного проводником, следует использовать правило правого винта.

    Применение знаний о силе Ампера

    сила ампераВстретиться с областью применения знания о силе Ампера можно практически на каждом шагу цивилизации. Применение силы Ампера настолько обширно, что среднестатистическому гражданину даже сложно представить себе, что можно делать, зная закон Ампера и особенности применения силы. Так, под действием силы Ампера вращается ротор, на обмотку которого оказывает влияние магнитное поле статора, и ротор приходит в движение. Любое транспортное средство, которое использует электротягу для вращения валов (которые соединяют колеса транспорта), использует силу Ампера (это можно увидеть на трамваях, электровозах, электрических машинах и многих других интересных видах транспорта). Также именно магнитное поле влияет на механизмы, которые являются электрическими приборами, что должны открывать/закрывать что-то (двери лифта, открывающиеся ворота, электрические двери и много других). Другими словами, все устройства, что не могут работать без электричества и имеют движимые узлы, работают благодаря знанию о законе Ампера. Для примера:
    1. Любые узлы в электротехнике. Самый популярный – элементарный электродвигатель.
    2. Различные виды электротехники, которая формирует различные звуковые колебания с использованием постоянного магнита. Механизм действия таков, что на магнит действует электромагнитное поле, что создает расположенный рядом проводник с током, и изменение напряжения приводит к смене звуковой частоты.
    3. На силе Ампера построена работа электромеханических машин, в которых движение обмотки ротора происходит относительно обмотки статора.
    4. С помощью силы Ампера происходит электродинамический процесс сжатия плазмы, что нашло применение в токамаках и потенциально открывает огромные пути развития термоядерной энергии.
    5. Также с помощью электродинамического сжатия применяется электродинамический метод прессования.

    Потенциал

    Несмотря на уже сейчас существующее практическое применение, потенциал использования силы Ампера настолько огромен, что с трудом поддаётся описанию. Она может использоваться в сложных механизмах, которые призваны облегчить существование человека, автоматизировать его деятельность, а также усовершенствовать природные жизненные процессы.

    Эксперимент

    сила ампераДля того чтобы иметь возможность своими глазами увидеть действие силы Ампера, можно провести дома небольшой эксперимент. Для начала необходимо взять магнит-подкову, в котором между полюсами поместить проводник. Всё желательно воспроизвести так, как на картинке. Если замкнуть ключ, то можно увидеть, что проводник начнёт двигаться, смещаясь от начальной точки равновесия. Можно поэкспериментировать с направлениями пропускания тока и увидеть, что зависимо от направления движения меняется направление отклонения проводника. Из самого эксперимента можно вынести несколько наблюдений, которые подтверждают вышесказанное:
    • Магнитное поле действует исключительно на проводник с током.
    • На проводник с током в магнитном поле действует сила, которая является следствием их взаимодействия. Именно под воздействием этой силы проводник движется в пространстве в границах магнитного поля.
    • Характер взаимодействия прямо зависит от напряжения электрического тока и силовых линий магнитного поля.
    • Поле не действует на проводник с током, если ток в проводнике течёт параллельно направлению линий поля.

    Безопасность при работе с током

    При работе с электрическим током необходимо придерживаться нескольких простых правил техники безопасности, которые позволят вам избежать негативных последствий:

    • Работать с источниками питания не больше 12 Вольт.
    • Не работать на воспламеняемых материалах.
    • Не работать с мокрыми руками.
    • Не браться за части прибора, которые находятся под напряжением.

    Referat. Сила Ампера — PhysBook

    Сила Ампера

    Сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током, называется силой Ампера.

    Величина этой силы, действующей на элемент Δl проводника с током I в магнитном поле с индукцией \(~\vec B\) , определяется законом Ампера:

    \(~\Delta F = B \cdot I \cdot \Delta l \cdot \sin \alpha\) , (1)

    где α – угол между направлениями тока и вектора индукции.

    Направление силы Ампера можно найти с помощью правила левой руки (рис. 1):

    Рис. 1

    если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадали по направлению с направлением тока, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы, действующей на элемент проводника.

    Использование этого правила затруднительно лишь в том случае, когда угол α мал. Поскольку, однако, величина B∙sin α представляет собой модуль перпендикулярной проводнику с током компоненты вектора индукции \(~\vec B_{\perp}\) (рис. 2), то ориентацию ладони можно определять именно этой компонентой – она должна входить в открытую ладонь левой руки.

    Рис. 2

    Из (1) следует, что сила Ампера равна нулю, если проводник с током расположен вдоль линий магнитной индукции, и максимальна, если проводник перпендикулярен этим линиям.

    Закон Ампера выполняется для любого магнитного поля. Предположим, что это поле создается длинным линейным проводником с током I2, параллельным первому проводнику c током I1 и находящимся на расстоянии r от него. Тогда индукцию магнитного поля в точках расположения первого проводника можно определить (с учетом замены II2) по формуле:

    \(~B = \frac{\mu_0 \cdot I}{2 \pi \cdot r} = \frac{\mu_0 \cdot I_2}{2 \pi \cdot r}\) .

    Подставляя это выражение в (1) и замечая, что в рассматриваемом случае параллельных проводников α = 90°, находим силу, действующую на линейный элемент Δl первого проводника,

    \(~\Delta F = \frac{\mu_0 \cdot I_2}{2 \pi \cdot r} \cdot I_1 \cdot \Delta l = \mu_0 \cdot \frac{I_2 \cdot I_1 \cdot \Delta l}{2 \pi \cdot r} \) . (2)

    Совершенно ясно, что точно такое же выражение можно записать для силы, действующей на второй проводник. Используя правило буравчика (для определения магнитной индукции проводника с током) и правило левой руки (для определения силы, действующей на проводник с током), можно убедиться в том, что если токи в проводниках текут в одинаковых направлениях, то эти проводники притягиваются (рис. 3 а, б), а если в разных – отталкиваются (рис. 4, а, б), что и подтверждается опытом.

    • а

    • б

    Рис. 3
    • а

    • б

    Рис. 4

    Выражение (2) было положено в основу принципа определения единицы силы тока. Если в (2) считать I1 = I2 = 1 А, r = 1 м, Δl = 1 м, то получим F = 2∙10-7 Н/м. Другими словами,

    если по двум параллельным, бесконечно длинным линейным проводникам, расположенным на расстоянии 1 м друг от друга, текут одинаковые токи в 1 А, то эти токи взаимодействуют с силой 2∙10-7 Н на каждый метр длины проводников.

    Заметим, что единица силы тока – ампер – в СИ принадлежит, наряду с секундой, метром, килограммом, кельвином, молем и канделой, к числу основных единиц измерения физических величин.

    Момент сил, действующий на прямоугольную рамку с током

    Поместим в однородном магнитном поле с индукцией \(~\vec B\) прямоугольную рамку с током ABCD (рис. 5 а – вид сбоку; рис. 5 б – вид сверху), где обозначим AB = a, AD = b, β – угол между перпендикуляром к рамке и вектором магнитной индукции.

    • а

    • б

    Рис. 5

    На участки AD и BC магнитное поле действуют с силами, которые меняются от нуля до максимального значения (в зависимости от угла поворота рамки β) и стремятся растянуть рамку (на рис. 5 эти силы не указаны). На участки AB и CD магнитное поле действуют с постоянными силами \(~\vec F_1\) и \(~\vec F_2\), которые направлены в противоположные стороны (на рис. 5 а силы направлены перпендикулярно плоскости рисунка) и стремятся повернуть рамку вокруг оси OO´. Таким образом, эти силы \(~\vec F_1\) и \(~\vec F_2\) создают вращающий момент \(~M = F_1 \cdot l_1 + F_2 \cdot l_2\) , где \(~F_1 = F_2 = I \cdot B \cdot l\) (угол α = 90°), \(~l_1 = l_2 = \frac{AD}{2} \sin \beta = \frac{b}{2} \sin \beta\) , \(~l = AB = CD = a\) . Тогда

    \(~M = 2 F_1 \cdot l_1 = 2I \cdot B \cdot a \cdot \frac{b}{2} \cdot \sin \beta = I \cdot B \cdot a \cdot b \cdot \sin \beta = I \cdot B \cdot S \cdot \sin \beta\) ,

    где \(~S = a \cdot b\) – площадь рамки.

    Момент сил будет максимальным при β = 90° (рамка расположена вдоль линий индукции)

    \(~M_{max} = I \cdot B \cdot S\) . (3)

    Отметим, что формула (3) справедлива не только для квадратной рамки, но и для плоской рамки другой формы.

    Применение силы Ампера в технике

    Электрический двигатель постоянного тока

    В электрических двигателях для преобразования электрической энергии в механическую используется действие силы Ампера.

    Основными частями электродвигателя постоянного тока (рис. 6) являются индуктор 4, с помощью которого создается постоянное магнитное поле, якорь 3, через обмотки которого пропускается ток, и коллектор 1 с электрическими щетками 2, с помощью которых осуществляется соединение обмоток якоря с источником тока.

    • а

    • б

    Рис. 6

    В простейшей машине постоянного тока индуктор – это постоянный магнит или электромагнит со стальным сердечником. Обмотки электромагнита индуктора называются обмотками возбуждения. Магнит индуктора имеет полюсные наконечники такой формы, что между ними образуется отверстие цилиндрической формы. Между полюсными наконечниками индуктора помещается якорь. Якорь состоит из сердечника – стального цилиндра с пазами, параллельными оси цилиндра, и обмоток, вложенных в пазы сердечника (рис. 7). Выводы каждой обмотки соединены с медными контактами коллектора.

    Рис. 7

    Якорь насажен на ось, концы которой установлены в подшипниках, и может свободно вращаться вокруг этой оси.

    Для постоянного вращения рамки с током в магнитном поле необходимо устройство, меняющее направление тока. Такое устройство – коллектор – было изобретено в XIX веке. В простейшем случае он представляет собой два металлических полукольца 1, насаженных на общую с рамкой ось 2, и к которым припаяны провода обмотки 4 (рис. 8). К коллектору с двух противоположных сторон прижимаются щетки 3 из графита или меди; щетки подключаются проводами 5 к источнику постоянного напряжения.

    Рис. 8

    При включении ток проходит через щетки, полукольца и обмотку, в результате чего под действием пары сил Ампера обмотка начинает поворачиваться и поворачивает полукольца коллектора. Когда плоскость обмотки окажется перпендикулярной линиям магнитной индукции, вращающий момент обратится в ноль. Однако это положение обмотка проскакивает по инерции, и с этого момента каждое из полуколец, повернувшись вместе с рамкой, станет прикасаться уже к другой щетке. В результате направление тока в обмотке изменится на противоположное, а возникший после такой смены направления тока вращающий момент будет вынуждать обмотку вращаться в прежнем направлении до тех пор, пока ее плоскость снова не станет перпендикулярной вектору индукции. После этого направление тока в обмотке снова изменится, и она продолжит вращение, и т.д.

    Скорость вращения якоря электродвигателя можно регулировать, изменяя силу тока в его обмотках; направление вращения можно изменять, изменяя направление тока в обмотке якоря или индуктора.

    Электродвигатель постоянного тока может приводить в движение колеса электровоза, троллейбуса, трамвая, приводить в действие электробритву, магнитофон и другие бытовые электроприборы.

    Электроизмерительные приборы

    В электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы используется действие магнитного поля на проводник с током (рис. 9).

    Рис. 9

    Измеряемый электрический ток пропускается через рамку 6, помещенную в магнитное поле постоянного магнита 5. Рамка укреплена на оси 2. Измеряемый ток подводится к рамке 6 через спиральную пружину 3. На участки проводников, расположенные перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует сила Ампера. Если бы подвижная часть измерительного механизма не имела пружину 3, противодействующую ее повороту, то при пропускании тока через рамку происходил бы поворот ее на 180° независимо от силы тока. Но силы упругости, возникающие при закручивании пружины, препятствуют повороту рамки. Сила упругости прямо пропорциональна углу закручивания пружины, поэтому угол поворота, при котором наступает равенство моментов сил Ампера и сил упругости, пропорционален силе тока в рамке. Шкала магнитоэлектрического прибора равномерная.

    При изменениях силы тока равновесие моментов сил упругости и сил Ампера нарушается, в результате подвижная система начинает совершать колебания относительно нового положения равновесия. Вместе с ней колеблется и стрелка прибора. Для устранения этих колебаний в приборах применяются специальные успокоители. В них для торможения подвижной системы используется тонкая алюминиевая пластина 7, помещенная между полюсами постоянного магнита 8 и закрепленная на оси вращения подвижной системы. При повороте подвижной системы алюминиевая пластина успокоителя движется в поле постоянного магнита. Наводимые в ней при этом индукционные токи тормозят движение пластины и вместе с тем вращение всей подвижной системы электроизмерительного прибора.

    Для того чтобы при любом положении указательной стрелки 4 подвижная часть была уравновешена в поле тяжести, имеются противовесы 9. Установка на нулевое деление шкалы производится с помощью корректора 10.

    Прибор можно проградуировать так, чтобы угол поворота определял силу тока в амперах или других единицах. Согласно закону Ома сила тока в приборе \(~I = \frac{U}{R}\) . Поэтому прибор можно проградуировать и так, чтобы определенному углу отклонения стрелки соответствовало напряжение U на зажимах прибора в вольтах или других единицах.

    Таким образом, прибор может служить как амперметром, так и вольтметром. В последнем случае для увеличения сопротивления прибора нужно последовательно с катушкой включить резистор с большим сопротивлением.

    Литература

    1. Буров Л.И., Стрельченя В.М. Физика от А до Я: учащимся, абитуриентам, репетиторам. – Мн.: Парадокс, 2000. – 560 с.
    2. Мякишев, Г.Я. Физика : Электродинамика. 10-11 кл. : учеб. для углубленного изучения физики / Г.Я. Мякишев, А.3. Синяков, В.А. Слободсков. – М.: Дрофа, 2005. – 476 с.
    3. Физика: Учеб. пособие для 10 кл. шк. и классов с углубл. изуч. физики/ О. Ф. Кабардин, В. А. Орлов, Э. Е. Эвенчик и др.; Под ред. А. А. Пинского. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 1995. – 415 с.

    Закон Ампера

    Закон Ампера показывает, с какой силой действует магнитное поле на помещенный в него проводник. Эту силу также называют силой Ампера.

    Ампер первым установил, что проводники, по которым течет электрический ток, взаимодействуют механически (притягиваются или отталкиваются).

    Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера. Ее обозначения: \( \overrightarrow{F} \),\( \overrightarrow{F}_{A} \). Сила (\( \overrightarrow{F} \)), которая действует на прямолинейный проводник с током (I), всегда перпендикулярна проводнику и направлению вектора магнитной индукции (\( \overrightarrow{B} \)). В том случае, если прямолинейный проводник расположен параллельно вдоль направления линий магнитного поля, поле не действует.

    Конкретное направление силы Ампера можно найти с помощью правила левой руки. Левую руку надо расположить так, чтобы линии поля входили в ладонь, четыре пальца были направлены по току, тогда отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Ампера.

    Еще Ампер установил, что два параллельных проводника с током притягиваются, если токи имеют одинаковые направления и отталкиваются, если токи текут в противоположные стороны. Это просто объяснить, если представить, что один проводник создает магнитное поле, а другой проводник в него помещен и это поле действует на него. Можно использовать правило левой руки и выяснить, как направлена сила.

    Закон Ампера

    Сила Ампера – сила, действующая на проводник тока, находящийся в магнитном поле и равная произведению силы тока в проводнике, модуля вектора индукции магнитного поля, длины проводника и синуса угла между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.

    Для прямолинейного проводника сила Ампера имеет вид:

    \[ \large{\overrightarrow{F}_{A}} = I \cdot \overrightarrow{B} \cdot \overrightarrow{l} \cdot sin(α) \]

    где: \( I \) -- сила тока, которая течет в проводнике, \( \overrightarrow{B} \) -- вектор индукции магнитного поля, в которое проводник помещен, \( \overrightarrow{l} \) -- длина проводника в поле, направление задано направлением тока, \( \alpha \) -- угол между векторами \( \overrightarrow{l\ }и\ \overrightarrow{B} \).

    Этой формулой можно пользоваться:

    • если длина проводника такая, что индукция во всех точках проводника может считаться одинаковой;
    • если магнитное поле однородное (тогда длина проводника может быть любой, но при этом проводник целиком должен находиться в поле).

    Если размер проводника произволен, а поле неоднородно, то формула выглядит следующим образом:

    \[ \large{d\overrightarrow{F}_{A}} = I \cdot \overrightarrow{B} \cdot d\overrightarrow{l} \cdot sin(α) \]

    Значение закона Ампера

    На основании закона Ампера устанавливают единицы силы тока в системах СИ и СГСМ. Так как ампер равен силе постоянного тока, который при течении по двум параллельным бесконечно длинным прямолинейным проводникам бесконечно малого кругового сечения, находящихся на расстоянии 1м друг от друга в вакууме вызывает силу взаимодействия этих проводников равную \( 2\cdot {10}^{-7}Н \) на каждый метр длины.

    Ток в один ампер – это такой ток, при котором два однородных параллельных проводника, расположенные в вакууме на расстоянии один метр друг от друга взаимодействуют с силой \( 2\cdot {10}^{-7} \) Ньютона.

    Закон взаимодействия токов – два находящихся в вакууме параллельных проводника, диаметры которых много меньше расстояний между ними, взаимодействуют с силой прямо пропорциональной произведению токов в этих проводниках и обратно пропорциональной расстоянию между ними.

    В вашем браузере отключен Javascript.
    Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!

    движения , уменьшит скорость этого объекта.Например, вы можете замедлить ходьбу при сильном ветре.

    под углом

    Сила, приложенная т под углом к движению объекта, может не только изменить его скорость, но и изменить его направление. Это видно по изогнутой траектории движения планет из-за гравитационного притяжения от Солнца.

    Уравнение силы

    Ускорение, вызванное приложенной силой:

    a = F / m

    Это соотношение чаще всего записывается как уравнение силы:

    F = ma

    где:

    • F - сила, необходимая для преодоления инерции объекта
    • м - масса объекта
    • a - ускорение, вызванное силой

    Обратите внимание, , что объект будет ускоряться, пока прикладывается сила.Как только сила прекратится, объект будет свободно двигаться с постоянной скоростью, если он не будет удержан сопротивляющей силой.

    Резюме

    Приложенная сила - это взаимодействие одного объекта с другим, которое заставляет второй объект ускоряться или изменять скорость или направление.

    Сила может быть толкать, тянуть или тянуть. Результирующее направление объекта зависит от относительного направления силы на объект.

    Уравнение силы F = ma .Объект будет ускоряться, пока прикладывается сила.


    Будь силой в своем сообществе


    Ресурсы и ссылки

    Полномочия Рона Куртуса

    Сайты

    Типы Сил - Класс Физики

    Силы - Физическая Гипербука

    Force - Википедия

    В поисках ускорения - Класс физики

    Физические ресурсы

    Книги

    Лучшие книги по физике силы


    Вопросы и комментарии

    Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этому вопросу? Если это так, отправьте электронное письмо со своим отзывом.Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.


    Поделиться этой страницей

    Нажмите на кнопку, чтобы добавить в закладки или поделиться этой страницей через Twitter, Facebook, электронную почту или другие услуги:


    Студенты и исследователи

    Адрес веб-страницы:
    www.school-for-champions.com/science/
    force_applied.htm

    Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на вашем сайте или в качестве ссылки в вашем отчете, документе или диссертации.

    Copyright © Ограничения


    Где ты сейчас?

    Школа чемпионов

    Темы физики

    Приложенная сила

    ,

    Преобразование миллиампер в ампер

    Приведите приведенные ниже значения для перевода миллиампера [мА] в ампер [А] или наоборот .


    Миллиампер

    Определение: Миллиампер (символ: мА) - это кратная базовая единица СИ электрического тока, ампера. Он определяется как одна тысячная ампера.

    История / происхождение: Миллиампер берет свое начало в амперах. Префикс «милли» указывает одну тысячную базового блока, которому он предшествует, в данном случае - ампер.Амперу может предшествовать любой из метрических префиксов, чтобы сообщать единицы в желаемой величине.

    Потребляемая мощность: В качестве множителя единицы СИ используется миллиампер во всем мире, часто для небольших измерений электрического тока. Существует много устройств, которые измеряют единицы измерения в миллиамперах, таких как гальванометры и амперметры, хотя эти устройства измеряют не только миллиамперы.

    Ампер

    Определение: Ампер (символ: A), часто называемый просто ампер, является базовой единицей электрического тока в Международной системе единиц (СИ).Ампер определяется формально на основе фиксированного значения для элементарного заряда, e, равного 1,602176634 × 10 -19 , если выражено в единицах C, что равно A · s. Второе определяется на основе частоты цезия, ΔνCs. Это определение действует с 2019 года и является существенным изменением по сравнению с предыдущим определением ампер.

    История / происхождение: Ампер назван в честь Андре-Мари Ампер, французского математика и физика. В системе единиц сантиметр-грамм-секунда, ампера была определена как одна десятая единицы электрического тока времени, который теперь известен как abampere.Размер блока был выбран таким, чтобы он удобно помещался в системе единиц метр-килограмм-секунда. До 2019 года ампер формально определяли как постоянный ток, при котором сила 2 × 10 -7 ньютонов на метр длины будет создаваться между двумя проводниками, где проводники параллельны, имеют бесконечную длину и помещаются в вакуум и имеют незначительные круглые сечения. В единицах измерения СИ, кулон, один ампер определяется как один кулон заряда, проходящий через данную точку за одну секунду.Это определение было трудно реализовать с высокой точностью, и поэтому оно было изменено, чтобы стать более интуитивным и легким для реализации. Ранее, поскольку определение включало ссылку на силу, необходимо определить СИ кг, метр и секунду, прежде чем можно было определить ампер. Теперь это зависит только от определения второго. Один потенциальный недостаток переопределения состоит в том, что проницаемость вакуума, проницаемость вакуума и полное сопротивление свободного пространства были точными до переопределения, но теперь будут подвержены экспериментальной ошибке.

    Потребляемый ток: В качестве базовой единицы электрического тока СИ ампера используется во всем мире практически для всех применений, связанных с электрическим током. Ампер может быть выражен в форме ватт / вольт или Вт / В, так что ток равен 1 Вт / В, поскольку мощность определяется как произведение тока и напряжения.

    Миллиампер в Ампер. Таблица перевода

    Миллиампер [мА] Ампер [A]
    0,01 мА 1.0E-5 A
    0.1 мА 0,0001 A
    1 мА 0,001 A
    2 мА 0,002 A
    3 мА 0,003 A
    5 мА 0,005 A
    10 мА 0,01 A
    20 мА 0,02 A
    50 мА 0,05 A
    100 мА 0,1 A
    1000 мА 1 A

    Как перевести миллиамперы в амперы

    1 мА = 0.001 A
    1 A = 1000 мА

    Пример: преобразование 15 мА в A:
    15 мА = 15 × 0,001 A = 0,015 A

    Преобразование популярных токовых единиц


    Преобразование в миллиамперах в другие токовые единицы

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *