Взаимодействие тока и магнитного поля

Во всех электродвигателях используются механические силы, воздействующие на помещенные в магнитное поле проводники с токами.

На прямолинейный проводник с током в магнитном поле действует механическая сила, стремящаяся переместить его в плоскости, перпендикулярной направлению вектора магнитной индукции (сила Ампера).

Для определения направления этой силы служит правило левой руки (рис. 18). Эта сила называется электромагнитной силой, т. к. она является следствием взаимодействия тока и магнитного поля.

Направление силы, действующей на проводник, можно изменить, либо меняя полюсы и изменяя этим направление магнитного поля, либо меняя направление тока в проводнике.

При перемещении проводника под действием этой силы совершается соответствующая работа: , Дж, (sinα = 1)

где s - путь, м;

ls = S - площадь, пересеченная проводником, м2;

F - электромагнитная сила, Н;

Ф - магнитный поток, Вб;

В - магнитная индукция, Тл.

Электромагнитные силы, действующие на проводники с током, которые расположены в магнитном поле, используются в различных электродвигателях для получения вращающего момента, иными словами, для преобразования электрической энергии в механическую. В электрических генераторах эти силы создают тормозящий момент, который преодолевается первичным двигателем, приводящим в движение генератор.

Электромеханические воздействия магнитного поля на проводники с током используются также в магнитоэлектрических измерительных приборах, применяемых в цепях постоянного тока.

Направление ЭДС индукции в проводнике, перемещающемся в магнитном поле может быть определено по правилу правой руки: если правую руку расположить ладонью к северному полюсу так, чтобы большой отогнутый палец показывал направление движения проводника, то четыре пальца будут указывать направление ЭДС индукции.

Для определения направления индуктированной ЭДС часто используют правило Ленца.

При движении проводника с током в магнитном поле

мощность источника напряжения преобразуется

в механическую мощность и частично в тепловую.

Процесс преобразования электрической энергии

в механическую происходит в электрических двигателях.

Электрическая машина обратима, т. е. может работать

к

Рис.26 Правило правой руки

ак генератор и как двигатель.

Контрольные вопросы

1. Каковы свойства магнитных линий?

2. Как определить направление магнитных линий?

3. Что называется соленоидом и каково его магнитное поле?

4. Как определить полюсы соленоида?

5. Как взаимодействуют между собой про водники, по которым течет электрический ток?

6. Как определить направление силы, действующей на про водник с током в магнитном поле?

7. Какие тела называются ферромагнитными?

8. На каком принципе основана работа электродвигателей?

9. Что называется электромагнитной индукцией?

10. В каких случаях возникает индуктированная ЭДС?

11. Как определить направление индуктированной ЭДС в про воднике?

12. Как читается правило Ленца и как им пользоваться?

13. Что такое взаимоиндукция и самоиндукция?

14. Объясните принципы действия вариометра и трансформатора.

15. Что такое вихревые токи и какие меры применяют для их уменьшения?

16. Как определить направление магнитных линий поля, возбужденного вокруг проводника с током?

17. Какие процессы возникают при перемагничивании стали?

18. Как выражается закон полного тока?

19. Что называется напряженностью магнитного поля?

20. От чего зависит величина индуктированной ЭДС в проводнике?

21. Как проявляет себя самоиндукция в цепях постоянного тока?

22. Что называется электромагнитом и как определить его полюсы?

23. Что такое гистерезис?