Електромагнітні сили, створювані магнітним полем

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Енергія, укладена в магнітному полі, проявляє себе у вигляді електромагнітних сил, які виникають при взаємодії магнітного поля з рухомими електричними зарядами. Електромагнітна сила, що виникає при русі електричного заряду в магнітному полі, діє на нього в напрямку, перпендикулярному руху і напрямку силових ліній, і прагне виштовхнути

заряд за межі поля (див. п.16. рис. 24).

Якщо помістити в магнітне поле провідник з струмом I. то між електронами, що проходять по провіднику, і магнітним полем виникнуть електромагнітні сили, які, складаючись, утворюють результуючу силу F. яка прагне виштовхнути провідник з магнітного поля (рис. 34). Електромагнітна сила визначається законом Ампера. Він формулюється в такий спосіб. Електромагнітна сила, що діє на провідник зі струмом, що знаходиться в магнітному полі і розташований перпендикулярно напрямку поля, дорівнює добутку сили струму I. індукції магнітного поля В і довжини провідника l:

Напрямок дії сили F визначають за правилом лівої руки: ліву руку слід розташувати так, щоб магнітні лінії входили в долоню, а чотири витягнутих пальці поєднати з напрямком струму, тоді розташований під прямим кутом великий палець вкаже напрям дії cіли. Сила F виникає тільки в тому випадку, якщо провідник розташований перпендикулярно або під деяким кутом до магнітних силових ліній поля. Якщо ж провідник розташований уздовж силових ліній поля, то електромагнітна сила буде дорівнює нулю.

Для того щоб змінити напрямок електромагнітної сили, необхідно змінити напрямок струму в провіднику або ж напрямок магнітного поля.

Виникнення електромагнітної сили F при взаємодії провідника зі струмом і магнітного поля можна наочно уявити як результат взаємодії двох магнітних полів. Навколо провідника зі струмом виникає своє власне круговий магнітне поле (рис. 35), яке буде складатися з зовнішнім магнітним полем (наприклад, постійного магніту), в яке поміщений провідник зі струмом. При цьому праворуч від провідника, де силові лінії поля провідника збігаються з лініями зовнішнього поля, відбувається згущення силових ліній; зліва від провідника, де силові лінії поля провідника спрямовані назустріч лініях зовнішнього поля, відбувається розрідження силових ліній. Магнітні силові лінії мають властивість пружності, що нагадує властивість гумових ниток, які прагнучи скоротитися по довжині, будуть виштовхувати провідник з області згущення силових ліній в бік їх розрідження. В результаті виникає електромагнітна сила F.

Виток зі струмом в магнітному полі. Якщо помістити в магнітне полі не провідник, а виток (або котушку) з струмом і розташувати його вертикально (рис. 36, а), то, застосовуючи правило лівої руки до верхньої і нижньої сторонам витка, отримаємо, що електромагнітні сили F. діючі на них, будуть спрямовані в різні боки. В результаті дії цих двох сил виникає крутний момент М. який викличе поворот витка.

де: D - відстань між сторонами витка.

Виток буде повертатися в магнітному полі до тих пір, поки він не займе положення, перпендикулярне магнітних силових ліній поля (рис. 36, б). Для збільшення крутного моменту в електричних двигунах застосовують не один виток, а кілька. Ці витки, з'єднані відповідним чином, утворюють обмотку якоря електродвигуна.