Aplikasi tindakan daya Ampere dalam teknologi

Pada tahun 1820, ahli fizik Denmark Hans Christian Oersted membuat penemuan asas: jarum magnet kompas dipesongkan oleh wayar yang membawa arus elektrik terus. Oleh itu, saintis mendapati dalam eksperimen bahawa medan magnet arus diarahkan betul-betul berserenjang dengan arus, dan tidak selari dengannya, seperti yang mungkin diandaikan.

Ahli fizik Perancis Andre-Marie Ampere begitu terinspirasi oleh demonstrasi eksperimen Oersted sehingga dia memutuskan untuk meneruskan penyelidikannya ke arah ini sendiri.

Ampere dapat memastikan bahawa jarum magnet bukan sahaja dipesongkan oleh konduktor pembawa arus, tetapi dua konduktor selari yang membawa arus terus boleh sama ada menarik atau menolak antara satu sama lain-bergantung pada arah mana ia bergerak relatif kepada satu sama lain arus dalam ini. wayar.

Ternyata arus elektrik menghasilkan medan magnet, dan medan magnet sudah bertindak pada arus lain.Ampere membuat kesimpulan bahawa wayar pembawa arus juga bertindak pada magnet kekal (anak panah) hanya kerana banyak arus mikroskopik juga mengalir di dalam magnet dalam laluan tertutup, dan dalam amalan, walaupun medan magnet berinteraksi, sumber medan magnet ini, arus , ditolak. Tidak akan ada interaksi magnet tanpa arus.

Akibatnya, pada tahun yang sama 1820, Ampere menemui undang-undang mengikut mana arus elektrik terus berinteraksi. Konduktor dengan arus yang diarahkan ke satu arah menarik antara satu sama lain, dan konduktor dengan arus yang berlawanan arah menolak antara satu sama lain (lihat - Hukum Ampere).

Hasil daripada kerja eksperimennya, Ampere mendapati bahawa daya yang bertindak pada wayar pembawa arus yang diletakkan dalam medan magnet bergantung secara linear pada kedua-dua magnitud arus I dalam wayar dan pada magnitud aruhan B medan magnet. di mana wayar ini diletakkan .

Hukum Ampere boleh dirumuskan seperti berikut. Daya dF dengan mana medan magnet bertindak pada unsur arus dI yang terletak dalam medan magnet aruhan B adalah berkadar terus dengan arus dan hasil vektor panjang unsur pengalir dL oleh aruhan magnetik B.

Arah daya Ampere boleh ditentukan oleh peraturan kiri. Daya ini paling besar apabila wayar berserenjang dengan garis aruhan magnet. Pada dasarnya, kekuatan ampere untuk wayar panjang L yang membawa arus I yang diletakkan dalam medan magnet aruhan B pada sudut alfa kepada garisan daya medan magnet adalah sama dengan:

Hari ini, boleh dikatakan bahawa semua komponen elektrik di mana tindakan elektromagnet menetapkan unsur dalam gerakan mekanikal menggunakan daya Ampere.

Prinsip pengendalian mesin elektromekanikal adalah berdasarkan tepat pada daya ini, contohnya, dalam motor elektrik… Pada bila-bila masa, semasa operasi motor elektrik, sebahagian daripada belitan pemutarnya bergerak dalam medan magnet arus sebahagian daripada belitan stator. Ini adalah manifestasi daya Ampere dan hukum Ampere tentang interaksi arus.

Prinsip ini mungkin yang paling biasa dalam motor elektrik, di mana tenaga elektrik ditukar kepada tenaga mekanikal.

Penjana, pada dasarnya, adalah motor elektrik yang sama, hanya menyedari perubahan terbalik: tenaga mekanikal ditukar kepada tenaga elektrik (lihat - Bagaimanakah penjana AC dan DC berfungsi?).

Dalam motor, belitan pemutar, di mana arus mengalir, mengalami tindakan daya Ampere dari medan magnet stator (di mana arus dengan arah yang dikehendaki juga bertindak pada masa ini) dan dengan itu pemutar motor masuk ke dalam. pergerakan putaran, putaran aci dengan beban.

Kereta elektrik, trem, kereta api elektrik dan kenderaan elektrik lain mengalami putaran roda berkat aci yang berputar di bawah tindakan daya Ampere dalam motor pemacu AC atau DC. Motor AC dan DC menggunakan ampere.

Kunci elektrik (pintu lif, pintu pagar, dll.) berfungsi dengan cara yang sama, dalam satu perkataan - semua mekanisme di mana tindakan elektromagnet membawa kepada pergerakan mekanikal.

Sebagai contoh, dalam pembesar suara yang menghasilkan bunyi dalam pembesar suara pembesar suara, membran bergetar kerana gegelung pembawa arus ditolak oleh medan magnet magnet kekal di sekelilingnya dipasang.Oleh itu getaran bunyi terbentuk — Amperage berubah-ubah (memandangkan arus dalam gegelung berubah dengan kekerapan bunyi yang akan dihasilkan semula) menolak penyebar, menghasilkan bunyi.

Alat pengukur elektrik sistem magnetoelektrik (cth. ammeter analog) termasuk bingkai wayar boleh tanggal yang dipasang antara kutub magnet kekal… Bingkai digantung pada spring lingkaran, yang melaluinya arus elektrik yang diukur melalui alat pengukur ini, sebenarnya, melalui bingkai.

Apabila arus melalui bingkai, daya Ampere, berkadar dengan magnitud arus yang diberikan, bertindak ke atasnya dalam medan magnet magnet kekal, oleh itu bingkai berputar, mengubah bentuk spring. Apabila daya Ampere diimbangi oleh daya spring, bezel berhenti berputar dan pada ketika itu bacaan boleh diambil.

Anak panah disambungkan ke bingkai, menunjuk pada skala bergraduat peranti pengukur. Sudut pesongan anak panah ternyata berkadar dengan jumlah arus yang melalui bingkai. Bingkai biasanya terdiri daripada beberapa pusingan (lihat — Alat ammeter dan voltmeter).