Oddziaływanie prądów w przewodnikach równoległych

Interakcja prądów jest bardzo dobrze znana wnowoczesna elektrotechnika: jest brana pod uwagę przy projektowaniu złożonych reaktorów jądrowych, takich jak "Tokamak" i przy budowie silników elektrycznych. Na przykład w tym drugim przypadku następuje przesunięcie pobliskich zwojów uzwojenia stojana do uzwojenia wirnika. Tak więc, przy "ciężkim" rozruchu potężnych maszyn, gdy prąd osiąga maksymalne dopuszczalne wartości, można zaobserwować uszkodzenie siatki zatrzymującej uzwojenie. W tym przypadku występuje magnetyczne oddziaływanie prądów przepływających przez dwa różne zwoje. Ich wirujące pola magnetyczne mają wpływ na przewodniki. Badanie interakcji prądów jest zwykle uważane za magnetyczny rodzaj interakcji, chociaż w rzeczywistości ten temat jest bardziej obszerny.

Wyobraź sobie trójfazową sieć dla każdej liniiktóry jest powiązany z własną grupą konsumentów. Dopóki ich całkowite opory są w przybliżeniu równe, cały system działa stabilnie, ale gdy równowaga prądów zostanie znacząco zakłócona, tryb zwany "brakiem równowagi fazowej", zdolny do wyłączenia sprzętu, zatrzymuje się. Ponadto oddziaływanie prądów występuje, gdy kilka źródeł mocy jest połączonych równolegle z tym samym obciążeniem. W takim przypadku, jeśli fazowanie wykonywane jest prawidłowo, występuje przepływ prądów między źródłami (krótko dopuszczalny), ale jeśli linie fazowe nie są zgodne, uzyskuje się zwarcie. Jest oczywiste, że oddziaływanie prądów przejawia się na różne sposoby. Jednak najczęściej podejmowane w celu rozważenia prawa Ampere.

Jeśli między przeciwnymi biegunami magnesu(stałe pole magnetyczne), aby umieścić ruchomą ramkę, przez którą przepływa prąd, a następnie przekręci się o pewien kąt określony przez siłę oddziaływania dwóch pól magnetycznych i kierunek linii napięcia. Siła ta została zdefiniowana i sformułowana w 1820 roku przez słynnego francuskiego fizyka A. M. Ampere.

Obecnie używane następującesformułowanie: kiedy prąd przepływa przez cienki przewodnik sekcji w polu magnetycznym, siła dF, wpływająca na pewną sekcję (dl) drutu, jest bezpośrednio zależna od prądu I i iloczynu wektorowego o długości dl i wartości indukcji magnetycznej B. Oznacza to:

dF = (I * dl) * B,

gdzie F, l, B są wielkościami wektorowymi.

Określanie kierunku F jest zwykle przeprowadzanebardzo prosty sposób - zasada lewej ręki. Mentalnie lewa ręka musi być tak ustawiona, aby linie indukcji magnetycznej (B) wchodziły w otwartą dłoń pod kątem 90 stopni, 4 wyprostowane palce wskazują kierunek prądu (od "+" do "-"), wtedy kciuk wygięty pod kątem prostym będzie wskazywał kierunek prądu działający na przewodnik z amperową siłą.

Najbardziej znana siła interakcjiprądy równoległe. W rzeczywistości jest to szczególny przypadek ogólnego prawa. Wyobraź sobie dwa równoległe przewodniki z prądem w próżni, którego długość jest nieskończona. Odległość między nimi jest oznaczona literą "r". Każdy przewodnik (prądy I1 i I2) wytwarza wokół siebie pole magnetyczne, więc oddziałują. Linie indukcyjne to koła.

Kierunek wektora indukcji magnetycznej B1 określa się zgodnie z zasadą świdra. Podajemy wzór:

B1 = (m0 / 4Pi) * (2 * I1 / r);

gdzie m0 jest stałą magnetyczną; r jest odległością; Pi - 3,14.

Stosując wzór do znalezienia sił Ampera, otrzymujemy:

dF12 = (I2 * dl) * B1;

gdzie dF12 jest siłą działania pola przewodnika 1 na przewodzie 2.

Moduł siły to:

dF12 = (m0 / 4Pi) * (2 * I1 * I2 / r) * dl.

Jeśli długość l jest równa zero do jednego, to:

F12 = (m0 / 4Pi) * (2 * I1 * I2 / r).

To jest siła, która działapewna długość jednostkowa drutu z prądem. Jeśli znasz wartość F, staje się możliwe zaprojektowanie niezawodnych maszyn elektrycznych, które obejmują działanie siły Ampera. Jest również używany do obliczania wartości stałej magnetycznej. Należy zauważyć, że postępując zgodnie z zasadą lewą ręką, następuje: jeśli kierunek prądów zbiega się, wtedy przewodniki przyciągają, a w przeciwnym razie odpychają.