Закон полного тока

Прежде чем сформулировать закон, дадим понятие полного тока. Полным током называют алгебраическую сумму токов, пронизывающих площадь, ограниченную замкнутым контуром. Рассмотрим контур в магнитном поле, площадь которого пронизывается двумя токами /( и /2 (рис. 4.6).

Рис. 4.6

Выберем направление обхода контура по часовой стрелке. Будем считать ток положительным, если его направление совпадает с поступательным движением буравчика, рукоятка которого вращается в направлении обхода контура. Тогда ток 1 будет положительным, а ток /2 — отрицательным. Полный ток, пронизывающий контур:

Закон полного тока устанавливает зависимость между напряженностью магнитного поля и током: магнитное напряжение, т.е. МДСмагнитного поля по замкнутому контуру, равно полному току, пронизывающему поверхность, ограниченную этим контуром.

или с учетом выражения (4.1)

Если контур совпадает с магнитной линией и напряженность поля во всех точках контура одинакова (Н = const), то математическое выражение закона полного тока принимает вид

Закон полного тока широко применяется для расчета магнитных цепей, магнитных полей и др.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Что называют полным током?
  • 2. Сформулируйте закон полного тока
  • 3. Напишите формулу закона полного тока при Н= const.

Проводник с током в магнитном поле

Рис. 4.7

В однородное магнитное поле с индукцией В поместим провод длиной /, по которому проходит ток /, направленный перпендикулярно магнитным линиям. В результате взаимодействия этого магнитного поля с собственным магнитным полем провода, на провод будет действовать сила (рис. 4.7).

Сила взаимодействия магнитного поля и провода с током называется электромагнитной силой F3M и определяется по закону Ампера:

Она будет вытеснять провод с током из магнитного поля в определенном направлении, которое определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца указывали направление тока, то отогнутый большой палец покажет направление электромагнитной силы (рис. 4.8).

Если угол а между направлением тока и направлением вектора магнитной индукции не равен 90°, то Рэм = ВII sin а.

Если провод с током расположен вдоль магнитных линий (а = 0), то магнитное поле него не действует, поскольку при этом sin а = 0 и F3U = 0.

Электромагнитная сила измеряется в ньютонах (Н):

Пример 4.1

В однородном магнитном поле расположен провод с током /= 20 А перпендикулярно линиям магнитной индукции В= 0,6 Тл. Определить силу, действующую на провод, если длина провода 2 м.

Решение

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Дайте определение электромагнитной силы.
  • 2. Напишите формулу электромагнитной силы, действующей на проводник с током, который расположен перпендикулярно магнитным линия, и укажите единицу ее измерения.
  • 3. Как определить направление действия электромагнитной силы?
  • 4. Сформулируйте правило левой руки.

Рис. 4.9

  • 5. При каком расположении провода с током в магнитном поле электромагнитная сила равна нулю?
  • 6. Определите направление электромагнитной силы для случая, изображенного на рис. 4.9.
  • 7. При каких условиях возникает электромагнитная сила?
  • 8. Как изменится сила, действующая на проводник в примере 4.1, если его расположить под углом 60° к направлению линий магнитной индукции?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >