52. Сила Ампера. Принцип действия электродвигателя. Электроизмерительные приборы.
Сила Ампера. |
|
Действие магнитного поля на проводник с током Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера. |
|
Сила действия однородного магнитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником: F=B.I.ℓ. sin α — закон Ампера. |
|
Направление силы Ампера (правило левой руки) Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током. |
|
Электродвигатель
– это просто устройство для эффективного
преобразования электрической энергии
в механическую.
В
основе этого преобразования лежит
магнетизм. В электродвигателях
используются постоянные магниты и
электромагниты, кроме того, используются
магнитные свойства различных материалов,
чтобы создавать эти удивительные
устройства.
Существует
несколько типов электродвигателей.
Отметим два главных класса: AC и
DC.
Электродвигатели
класса AC требуют для работы источник
переменного тока или напряжения (такой
источник Вы можете найти в любой
электрической розетке в доме)
.
Электродвигатели
класса DC требуют для работы источник
постоянного тока или напряжения (такой
источник Вы можете найти в любой
батарейке) .
Универсальные
двигатели могут работать от источника
любого типа.
Электродвигатели
используются повсюду. Даже дома вы
можете обнаружить огромное количество
электродвигателей. Электродвигатели
используются в часах, в вентиляторе
микроволновой печи, в стиральной машине,
в компьютерных вентиляторах, в
кондиционере, в соковыжималке и т. д. и
т. п. Ну а электродвигатели, применяемые
в промышленности, можно перечислять
бесконечно. Диапазон физических размеров
– от размера со спичечную головку до
размера локомотивного двигателя.
Показанный
ниже промышленный электродвигатель
работает и на постоянном, и на переменном
токе. Его статор – это электромагнит,
создающий магнитное поле. Обмотки
двигателя поочередно подключаются
через щетки к источнику питания. Одна
за другой они поворачивают ротор на
небольшой угол, и ротор непрерывно
вращается.
Простейший
электродвигатель работает только на
постоянном токе (от батарейки) . Ток
проходит по рамке, распол
оженной
между полюсами постоянного магнита.
Взаимодействие магнитных полей рамки
с током и магнита заставляет рамку
поворачиваться. После каждого полуоборота
коллектор переключает контакты рамки,
подходящие к батарейке, и поэтому рамка
вращается.
53. Индукция магнитного поля.
Все мы знаем, что есть магниты более сильные и менее сильные. Маленький магнитик сможет притянуть пару гвоздей и все, а гораздо более мощный электромагнит домофона удерживает дверь в подъезд так, что несколько взрослых мужчин не смогут открыть ее силой. Мы можем говорить о некой величине, характеризующей величину силы магнитов, а точнее, магнитного поля, создаваемого ими. Магнитное поле характеризуется векторной величиной, которая носит название индукции магнитного поля или магнитной индукции. Обозначается индукция буквой B.
Магнитная индукция не зависит ни от силы тока, ни от длины проводника, она зависит только от магнитного поля. То есть, если мы, например, уменьшим силу тока в проводнике, не меняя больше ничего, то уменьшится не индукция, с которой сила тока связана прямо пропорционально, а сила воздействия магнитного поля на проводник. Величина же индукции останется постоянной. В связи с этим индукцию можно считать количественной характеристикой магнитного поля.
Измеряется магнитная индукция в теслах (1 Тл). При этом 1 Тл=1 Н/(А*м) .
Магнитная индукция имеет направление. Графически ее можно зарисовывать в виде линий. Линии индукции магнитного поля это и есть то, что мы до сих пор в более ранних темах называли магнитными линиями или линиями магнитного поля. Так как мы выше вывели определение магнитной индукции, то мы можем дать определение и линиям магнитной индукции:
Линии магнитной индукции это линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции.
В однородном магнитном поле линии магнитной индукции параллельны, и вектор магнитной индукции будет направлен так же во всех точках.
В случае неоднородного магнитного поля, например, поля вокруг проводника с током, вектор магнитной индукции будет меняться в каждой точке пространства вокруг проводника, а касательные к этому вектору создадут концентрические окружности вокруг проводника. Так и будут выглядеть линии индукции магнитного поля расширяющиеся окружности вокруг проводника.