Paglalapat ng puwersang pagkilos ng Ampere sa teknolohiya

Noong 1820, ang Danish physicist na si Hans Christian Oersted ay nakagawa ng isang pangunahing pagtuklas: ang magnetic needle ng isang compass ay pinalihis ng isang wire na nagdadala ng direktang electric current. Kaya, natuklasan ng siyentipiko sa isang eksperimento na ang magnetic field ng kasalukuyang ay nakadirekta nang eksakto patayo sa kasalukuyang, at hindi parallel dito, gaya ng maaaring ipagpalagay.

Ang Pranses na pisiko na si Andre-Marie Ampere ay naging inspirasyon ng pagpapakita ng eksperimento ni Oersted na nagpasya siyang ipagpatuloy ang kanyang pananaliksik sa direksyong ito sa kanyang sarili.

Napag-alaman ni Ampere na hindi lamang ang magnetic needle ay pinalihis ng isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang, ngunit ang dalawang parallel na conductor na nagdadala ng mga direktang alon ay maaaring mag-akit o magtaboy sa isa't isa-depende sa kung aling mga direksyon sila ay gumagalaw na may kaugnayan sa bawat isa ang mga alon sa mga ito. mga wire.

Ito ay lumabas na ang isang electric current ay gumagawa ng isang magnetic field, at ang magnetic field ay kumikilos na sa isa pang kasalukuyang.Napagpasyahan ni Ampere na ang isang wire na nagdadala ng kasalukuyang ay kumikilos din sa isang permanenteng magnet (arrow) lamang dahil maraming mga microscopic na alon ang dumadaloy din sa loob ng magnet sa mga saradong landas, at sa pagsasanay, kahit na ang mga magnetic field ay nakikipag-ugnayan, ang mga pinagmumulan ng mga magnetic field na ito, ang mga alon. , ay tinataboy. Hindi magkakaroon ng magnetic interaction kung walang mga alon.

Bilang resulta, sa parehong taon 1820, natuklasan ni Ampere ang batas ayon sa kung saan nakikipag-ugnayan ang mga direktang electric current. Ang mga konduktor na may mga alon na nakadirekta sa isang direksyon ay umaakit sa isa't isa, at ang mga konduktor na may magkasalungat na direksyon ay nagtataboy sa isa't isa (tingnan ang - Batas ng Ampere).

Bilang resulta ng kanyang eksperimentong gawain, nalaman ni Ampere na ang puwersang kumikilos sa isang kasalukuyang nagdadala ng kawad na inilagay sa isang magnetic field ay nakadepende sa linearly pareho sa magnitude ng kasalukuyang I sa wire at sa magnitude ng induction B ng magnetic field. kung saan inilalagay ang kawad na ito.

Ang batas ng Ampere ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod. Ang puwersa dF kung saan kumikilos ang magnetic field sa isang kasalukuyang elemento dI na matatagpuan sa isang magnetic field ng induction B ay direktang proporsyonal sa kasalukuyang at ang vector product ng haba ng conducting element dL ng magnetic induction B.

Ang direksyon ng puwersa ng Ampere ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng left-hand rule. Ang puwersang ito ay pinakamalaki kapag ang kawad ay patayo sa mga linya ng magnetic induction. Sa prinsipyo, ang lakas ng ampere para sa isang wire na may haba L na nagdadala ng isang kasalukuyang inilagay ko sa isang magnetic field ng induction B sa isang anggulo ng alpha sa mga linya ng puwersa ng magnetic field ay katumbas ng:

Ngayon, maaari itong mapagtatalunan na ang lahat ng mga de-koryenteng sangkap kung saan ang isang electromagnetic na aksyon ay nagtatakda ng isang elemento sa mekanikal na paggalaw ay gumagamit ng puwersa ng Ampere.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga electromechanical machine ay tiyak na nakabatay sa puwersang ito, halimbawa, sa isang de-koryenteng motor… Sa anumang sandali, sa panahon ng pagpapatakbo ng de-koryenteng motor, ang bahagi ng rotor winding nito ay gumagalaw sa magnetic field ng kasalukuyang bahagi ng stator winding. Ito ay isang manipestasyon ng puwersa ng Ampere at ng batas ni Ampere sa pakikipag-ugnayan ng mga agos.

Ang prinsipyong ito ay marahil ang pinakakaraniwan sa mga de-koryenteng motor, kung saan Ang elektrikal na enerhiya ay kaya na-convert sa mekanikal na enerhiya.

Ang generator, sa prinsipyo, ay ang parehong de-koryenteng motor, na napagtatanto lamang ang reverse transformation: ang mekanikal na enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya (tingnan ang — Paano gumagana ang mga generator ng AC at DC?).

Sa motor, ang rotor winding, kung saan dumadaloy ang kasalukuyang, ay nakakaranas ng pagkilos ng puwersa ng Ampere mula sa stator magnetic field (kung saan ang kasalukuyang may nais na direksyon ay kumikilos din sa oras na ito) at sa gayon ang rotor ng motor ay pumapasok sa isang paikot na paggalaw, pag-ikot ng baras na may pagkarga.

Ang mga de-koryenteng sasakyan, tram, de-koryenteng tren at iba pang de-koryenteng sasakyan ay nakakaranas ng pag-ikot ng gulong salamat sa isang baras na umiikot sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ng Ampere sa isang AC o DC drive motor. Ang AC at DC motor ay gumagamit ng mga amperes.

Ang mga electric lock (mga pinto ng elevator, gate, atbp.) ay gumagana sa parehong paraan, sa isang salita - lahat ng mga mekanismo kung saan ang electromagnetic na pagkilos ay humahantong sa mekanikal na paggalaw.

Halimbawa, sa isang loudspeaker na gumagawa ng tunog sa mga speaker ng isang loudspeaker, ang lamad ay nag-vibrate dahil ang kasalukuyang-carrying coil ay tinataboy ng magnetic field ng permanenteng magnet sa paligid kung saan ito naka-install.Kaya nabubuo ang mga sound vibrations — ang Amperage ay variable (dahil ang kasalukuyang nasa coil ay nagbabago sa dalas ng tunog na muling gagawin) ay nagtutulak sa diffuser, na bumubuo ng tunog.

Ang mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal ng magnetoelectric system (hal. analog ammeters) ay may kasamang naka-install na naaalis na wire frame sa pagitan ng mga pole ng isang permanenteng magnet… Ang frame ay nakabitin sa mga spiral spring, kung saan ang sinusukat na electric current ay dumadaan sa pagsukat na device na ito, sa katunayan, sa pamamagitan ng frame.

Kapag ang kasalukuyang dumadaan sa frame, ang puwersa ng Ampere, na proporsyonal sa magnitude ng ibinigay na kasalukuyang, ay kumikilos dito sa magnetic field ng isang permanenteng magnet, samakatuwid ang frame ay umiikot, na nagpapa-deform sa mga bukal. Kapag ang puwersa ng Ampere ay nabalanse ng puwersa ng tagsibol, hihinto ang pag-ikot ng bezel at sa puntong iyon ay maaaring kunin ang mga pagbabasa.

Ang isang arrow ay konektado sa frame, na tumuturo sa nagtapos na sukat ng aparato sa pagsukat. Ang anggulo ng pagpapalihis ng arrow ay lumalabas na proporsyonal sa kabuuang kasalukuyang dumaan sa frame. Ang frame ay karaniwang binubuo ng ilang mga pagliko (tingnan ang — Ammeter at voltmeter device).