§16.Magnetväli. Voolude vastastikmõju seadus

Vaatleme juhet, mis asub magnetväljas ja mille kaudu voolab vool (joon. 12.6).

Iga voolukandja (elektroni) puhul toimib Lorentzi jõud. Määrame d pikkusega traadielemendile mõjuva jõu l

Viimast väljendit nimetatakse Ampere'i seadus.

Amperjõu moodul arvutatakse järgmise valemiga:

.

Amperjõud on suunatud risti tasapinnaga, millel vektorid dl ja B asuvad.

Rakendame Ampere'i seadust kahe paralleelse lõpmatult pika vaakumis paikneva pärivoolu vastastikmõju arvutamiseks (joonis 12.7).

Juhtide vaheline kaugus - b. Oletame, et juht I 1 tekitab induktsiooni teel magnetvälja

Ampere'i seaduse kohaselt mõjub magnetväljast juhile I 2 jõud

, võttes arvesse, et (sinα =1)

Seetõttu pikkuseühiku kohta (d l=1) juht I 2, mõjub jõud

.

Amperjõu suund määratakse vasaku käe reegliga: kui vasaku käe peopesa on paigutatud nii, et sellesse sisenevad magnetinduktsiooni jooned ja neli sirutatud sõrme asetatakse juhis oleva elektrivoolu suunas. , siis sirutatud pöial näitab väljalt juhile mõjuva jõu suunda.

12.4. Magnetinduktsiooni vektori tsirkulatsioon (voolu koguseadus). Tagajärg.

Magnetväli, erinevalt elektrostaatilisest, on mittepotentsiaalne väli: vektori tsirkulatsioon Välja magnetilises induktsioonis mööda suletud ahelat ei ole null ja sõltub ahela valikust. Sellist välja vektoranalüüsis nimetatakse keerisväljaks.

Vaatleme näiteks suvalise kujuga suletud ahela L magnetvälja, mis katab vooluga lõpmata pika sirge juhi l, mis asub vaakumis (joonis 12.8).

Selle välja magnetinduktsiooni jooned on ringid, mille tasandid on juhiga risti ja keskpunktid asuvad selle teljel (joonisel 12.8 on need jooned näidatud punktiirjoontena). Kontuuri L punktis A on selle voolu magnetilise induktsioonivälja vektor B raadiusvektoriga risti.

Jooniselt on selge, et

Kus - vektori projektsiooni pikkus dl vektori suunas IN. Samal ajal väike segment dl 1 raadiusega ringi puutuja r saab asendada ringkaarega: , kus dφ on kesknurk, mille all element on nähtav dl kontuur L ringi keskelt.

Siis saame, et induktsioonivektori tsirkulatsioon

Kõikides joone punktides on magnetinduktsiooni vektor võrdne

integreerides piki kogu suletud kontuuri ja võttes arvesse, et nurk varieerub nullist 2π-ni, leiame tsirkulatsiooni

Valemist saab teha järgmised järeldused:

1. Sirgvoolu magnetväli on keerisväli ega ole konservatiivne, kuna selles on vektorringlus IN piki magnetilist induktsioonijoont ei ole null;

2. vektorringlus IN Sirgevooluvälja vaakumis katva suletud ahela magnetinduktsioon on kõigil magnetinduktsiooni joontel ühesugune ja võrdub magnetkonstandi ja voolutugevuse korrutisega.

Kui magnetvälja moodustavad mitmed voolu juhtivad juhid, siis tekkiva välja tsirkulatsioon

Seda väljendit nimetatakse koguvooluteoreem.

Statsionaarsete laengute vastastikmõju kirjeldab Coulombi seadus. Coulombi seadus ei ole aga piisav liikuvate laengute koosmõju analüüsimiseks. Ampere'i katsed teatasid kõigepealt, et liikuvad laengud (voolud) loovad ruumis teatud välja, mis viib nende voolude vastasmõjuni. Leiti, et vastassuunalised voolud tõrjuvad ja samasuunalised hoovused tõmbavad. Kuna selgus, et vooluväli mõjub magnetnõelale täpselt samamoodi kui püsimagneti väli, siis nimetati seda vooluvälja magnetiliseks. Praegust välja nimetatakse magnetväljaks. Hiljem tehti kindlaks, et need väljad on samalaadsed.

Vooluelementide vastastikmõju .

Voolude vastastikmõju seadus avastati eksperimentaalselt ammu enne relatiivsusteooria loomist. See on palju keerulisem kui Coulombi seadus, mis kirjeldab statsionaarsete punktlaengute vastastikmõju. See seletab, et tema uurimistöös osalesid paljud teadlased ning olulise panuse andsid Biot (1774–1862), Savard (1791–1841), Ampère (1775–1836) ja Laplace (1749–1827).

1820. aastal avastas H. K. Oersted (1777 - 1851) elektrivoolu mõju magnetnõelale. Samal aastal sõnastasid Biot ja Savard seaduse jõu d jaoks F, millega praegune element I D L tegutseb edasi magnetpoolus, kaugel eemal R praegusest elemendist:

D F I d L (16.1)

Kus on vooluelemendi ja magnetpooluse vastastikust orientatsiooni iseloomustav nurk. Funktsioon leiti peagi katseliselt. Funktsioon F(R) Teoreetiliselt tuletas selle Laplace kujul

F(R) 1/r. (16.2)

Nii leiti Bioti, Savarti ja Laplace’i jõupingutuste abil valem, mis kirjeldab voolu jõudu magnetpoolusele. Biot-Savart-Laplace'i seadus sõnastati lõplikul kujul 1826. aastal. Magnetpoolusele mõjuva jõu valemi kujul, kuna väljatugevuse mõistet veel ei eksisteerinud.

Aastal 1820 Amper avastas voolude vastasmõju – külgetõmbe või tõrjumise paralleelsed voolud. Ta tõestas solenoidi ja püsimagneti samaväärsust. See võimaldas selgelt püstitada uurimise eesmärgi: taandada kõik magnetilised vastasmõjud vooluelementide vastastikmõjule ja leida magnetismis seadus, mis mängib sarnast rolli nagu Coulombi seadus elektris. Ampère oli oma hariduse ja kalduvuste poolest teoreetik ja matemaatik. Sellegipoolest tegi ta praeguste elementide koostoimet uurides väga põhjalikku eksperimentaalset tööd, konstrueerides mitmeid geniaalseid seadmeid. Ampere masin vooluelementide vastasmõju jõudude demonstreerimiseks. Kahjuks ei ole ei väljaannetes ega tema paberites kirjeldatud teed, mida mööda ta avastuseni jõudis. Kuid Ampere'i jõu valem erineb (16.2)-st selle poolest, et paremal pool on kogudiferentsiaal. See erinevus ei ole suletud voolude vastastikmõju tugevuse arvutamisel oluline, kuna kogu diferentsiaali integraal suletud ahelas on null. Arvestades, et katsetes ei mõõdeta mitte vooluelementide vastastikmõju tugevust, vaid suletud voolude vastastikmõju tugevust, võime õigustatult pidada Ampere voolude magnetilise vastastikmõju seaduse autoriks. Praegu kasutatav valem voolude vastastikmõju kohta. Praegu kasutatav valem praeguste elementide koostoimeks saadi 1844. aastal. Grassmann (1809 - 1877).

Kui sisestate 2 praegust elementi ja , määratakse jõud, millega praegune element praegusele elemendile mõjub, järgmise valemiga:

, (16.2)

Täpselt samal viisil võite kirjutada:

(16.3)

Lihtne näha:

Kuna vektorite ja nendevaheline nurk ei ole 180°, on see ilmne , st Newtoni kolmas seadus ei ole praeguste elementide puhul täidetud. Aga kui arvutada jõud, millega suletud ahelas voolav vool mõjutab suletud ahelas voolavat voolu:

, (16.4)

Ja siis arvutage , siis, st voolude jaoks, on Newtoni kolmas seadus täidetud.

Voolude vastastikmõju kirjeldus magnetvälja abil.

Täielikus analoogias elektrostaatikaga on vooluelementide vastastikmõju esindatud kahe etapiga: vooluelement elemendi asukohas loob magnetvälja, mis mõjub elemendile jõuga. Seetõttu loob vooluelement kohas, kus vooluelement asub, induktsiooniga magnetvälja

. (16.5)

Magnetinduktsiooniga punktis asuvale elemendile mõjub jõud

(16.6)

Seost (16.5), mis kirjeldab magnetvälja teket voolu toimel, nimetatakse Biot-Savart seaduseks. Integreerides (16.5) saame:

(16.7)

Kus on raadiuse vektor, mis on tõmmatud praegusest elemendist punktini, kus induktsioon arvutatakse.

Mahuliste voolude jaoks on Bio-Savart seadusel järgmine kuju:

, (16.8)

Kus j on voolutihedus.

Kogemusest järeldub, et magnetvälja induktsiooni puhul kehtib superpositsiooni printsiip, s.t.

Näide.

Antud on lõpmatu alalisvool J. Arvutame magnetvälja induktsiooni punktis M kaugusel r sellest.

= .

= = . (16.10)

Valem (16.10) määrab alalisvoolu tekitatud magnetvälja induktsiooni.

Magnetilise induktsiooni vektori suund on näidatud joonistel.

Ampere jõud ja Lorentzi jõud.

Magnetväljas voolu juhtivale juhile mõjuvat jõudu nimetatakse amprijõuks. Tegelikult see jõud

Või , Kus

Liigume edasi pikkusega vooluga juhile mõjuva jõu juurde L. Siis = ja .

Kuid voolu võib esitada kujul , kus on keskmine kiirus, n on osakeste kontsentratsioon, S on ristlõike pindala. Siis

, Kus. (16.12)

Sest,. Siis kuhu - Lorentzi jõud ehk jõud, mis mõjub magnetväljas liikuvale laengule. Vektorkujul

Kui Lorentzi jõud on null, see tähendab, et see ei toimi laengule, mis liigub mööda suunda. Kell , st Lorentzi jõud on risti kiirusega: .

Nagu mehaanikast on teada, kui jõud on kiirusega risti, siis osakesed liiguvad ringis raadiusega R, s.o.

Siit ei ole raske saada iga sirge juhi magnetvälja induktsiooni avaldist. Voolu kandva sirge juhi magnetväli peab olema aksiaalse sümmeetriaga ja seetõttu võivad magnetinduktsiooni suletud jooned olla ainult kontsentrilised ringid, mis paiknevad juhiga risti asetsevates tasandites. See tähendab, et paralleelvoolude magnetilise induktsiooni vektorid B1 ja B2 I 1 ja I 2 asetsevad tasapinnal, mis on mõlema vooluga risti. Seetõttu tuleb voolu juhtivatele juhtidele mõjuvate amprijõudude arvutamisel Ampere'i seaduses panna sin α = 1. Paralleelvoolude magnetilise vastasmõju seadusest järeldub, et induktsioonimoodul B voolu kandva sirge juhi magnetväli I distantsil R sellest väljendub seos

Selleks, et paralleelvoolud tõmbaksid magnetilise vastasmõju ajal ligi ja antiparalleelsed voolud tõrjuksid, peavad sirge juhi magnetilise induktsiooni jõujooned olema suunatud päripäeva, kui neid vaadatakse piki juhti voolu suunas. Sirge juhi magnetvälja vektori B suuna määramiseks võite kasutada ka kardaanide reeglit: kardaan käepideme pöörlemissuund langeb kokku vektori B suunaga, kui pöörlemise ajal liigub gimlet selles suunas. Paralleeljuhtide magnetilist vastasmõju vooluga kasutatakse rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) jõuvoolu ühiku – amper – määramiseks:

Magnetilise induktsiooni vektor- see on magnetväljale iseloomulik põhijõud (tähisega B).

Lorentzi jõud- ühele laetud osakesele mõjuv jõud on võrdne

F L = q υ B sin α.

Lorentzi väe mõju all elektrilaengud magnetväljas liiguvad nad mööda kõverjoonelisi trajektoore. Vaatleme kõige tüüpilisemaid laetud osakeste liikumise juhtumeid ühtlases magnetväljas.
a) Kui laetud osake siseneb magnetvälja nurga α = 0° all, st lendab piki välja induktsioonijooni, siis F l= qvBsma = 0. Selline osake jätkab oma liikumist, nagu polekski magnetvälja. Osakeste trajektoor on sirgjoon.
b) Laenguga osake q siseneb magnetvälja nii, et selle kiiruse suund v on induktsiooniga risti ^B magnetväli (joonis - 3.34). Sel juhul tagab Lorentzi jõud tsentripetaalse kiirenduse a = v2/R ja osake liigub raadiusega ringis R magnetvälja induktsioonijoontega risti asetseval tasapinnal.Lorentzi jõu mõjul : F n = qvB sinα, Võttes arvesse, et α = 90°, kirjutame sellise osakese liikumisvõrrandi: t v 2 /R = qvB. Siin m- osakeste mass, R– ringi raadius, mida mööda osake liigub. Kust leida suhet? e/m- helistas eritasu, mis näitab laengut osakese massiühiku kohta.
c) Kui laetud osake lendab kiirusega v 0 magnetvälja mis tahes nurga α all, siis saab seda liikumist kujutada kompleksina ja jagada kaheks komponendiks. Liikumise trajektoor on spiraalne joon, mille telg langeb kokku suunaga IN. Trajektoori keerdumise suund sõltub osakese laengu märgist. Kui laeng on positiivne, pöörleb trajektoor vastupäeva. Trajektoor, mida mööda negatiivselt laetud osake liigub, pöörleb päripäeva (eeldatakse, et me vaatame trajektoori mööda suunda IN; osake lendab meist eemale.

Paralleelvoolude vastastikmõju jõud. Ampere'i seadus

Kui võtame kaks juhti koos elektrivoolud, siis tõmbavad nad üksteist ligi, kui voolud neis on suunatud ühtemoodi ja tõrjuvad, kui voolud sisse voolavad vastassuunas. Interaktsioonijõudu juhtme pikkuseühiku kohta, kui need on paralleelsed, võib väljendada järgmiselt:

kus $I_1(,I)_2$ on voolud, mis voolavad juhtides, $b$ on juhtide vaheline kaugus, $SI süsteemis (\mu )_0=4\pi \cdot (10)^(- 7)\frac(H)(m)\(Henry\per\meeter)$ magnetkonstant.

Voolude vastastikmõju seaduse kehtestas 1820. aastal Ampere. Ampere'i seaduse alusel kehtestatakse vooluühikud SI ja SGSM süsteemides. Kuna amper on võrdne alalisvoolu tugevusega, mis vaakumis läbi kahe paralleelse lõpmata väikese ümmarguse ristlõikega lõpmata pika sirge juhi, mis asetsevad vaakumis üksteisest 1 m kaugusel, tekitab vastastikmõju. nende juhtmete jõud, mis on võrdne $2\cdot (10)^(-7)N $ pikkuse meetri kohta.

Ampere'i seadus suvalise kujuga juhile

Kui voolu kandev juht on magnetväljas, siis mõjub igale voolukandjale jõud, mis on võrdne:

kus $\overrightarrow(v)$ on laengute termilise liikumise kiirus, $\overrightarrow(u)$ on nende järjestatud liikumise kiirus. Laengust kantakse see tegevus üle juhile, mida mööda laeng liigub. See tähendab, et magnetväljas olevale voolu juhtivale juhile mõjub jõud.

Valime juhtelemendi voolu pikkusega $dl$. Leiame jõud ($\overrightarrow(dF)$), millega magnetväli valitud elemendile mõjub. Keskmistame avaldise (2) elemendis olevate praeguste kandjate üle:

kus $\overrightarrow(B)$ on magnetinduktsiooni vektor elemendi $dl$ asukohapunktis. Kui n on voolukandjate kontsentratsioon ruumalaühiku kohta, on S traadi ristlõikepindala see koht, siis N on liikuvate laengute arv elemendis $dl$, mis on võrdne:

Korrutame (3) praeguste operaatorite arvuga, saame:

Teades, et:

kus $\overrightarrow(j)$ on voolutiheduse vektor ja $Sdl=dV$, saame kirjutada:

(7) järeldub, et juhi ruumalaühikule mõjuv jõud on võrdne jõutihedusega ($f$):

Valemi (7) saab kirjutada järgmiselt:

kus $\overrightarrow(j)Sd\overrightarrow(l)=Id\overrightarrow(l).$

Valem (9) Ampere'i seadus suvalise kujuga juhile. Ampere jõumoodul alates (9) on ilmselt võrdne:

kus $\alpha $ on nurk vektorite $\overrightarrow(dl)$ ja $\overrightarrow(B)$ vahel. Amperjõud on suunatud risti tasapinnaga, millel asuvad vektorid $\overrightarrow(dl)$ ja $\overrightarrow(B)$. Lõpliku pikkusega juhtmele mõjuva jõu saab leida punktist (10), integreerides kogu juhi pikkuse:

Voolu kandvatele juhtidele mõjuvaid jõude nimetatakse amprijõududeks.

Amperjõu suund määratakse vasaku käe reegliga (vasak käsi tuleb asetada nii, et väljajooned siseneksid peopesale, neli sõrme on suunatud piki voolu, siis näitab 900 võrra painutatud pöial amprijõud).

Näide 1

Ülesanne: sirge juht massiga m pikkusega l riputatakse horisontaalselt kahele kergele niidile ühtlases magnetväljas, selle välja induktsioonivektoril on horisontaalne suund juhiga risti (joonis 1). Leidke voolutugevus ja selle suund, mis katkestab ühe vedrustuse keerme. Välja induktsioon B. Iga niit katkeb koormuse N all.

Probleemi lahendamiseks kujutame juhile mõjuvaid jõude (joonis 2). Käsitleme juhti homogeenseks, siis võib eeldada, et kõigi jõudude rakenduspunkt on juhi keskpunkt. Selleks, et amprijõud oleks suunatud allapoole, peab vool kulgema suunas punktist A punkti B (joonis 2) (Joonis 1 on näidatud magnetväli suunatud meie poole, risti voolujoone tasapinnaga). joonis).

Sel juhul kirjutame vooluga juhile rakendatud jõudude tasakaaluvõrrandi järgmiselt:

\[\overrightarrow(mg)+\overrightarrow(F_A)+2\overrightarrow(N)=0\ \left(1.1\right),\]

kus $\overrightarrow(mg)$ on gravitatsioonijõud, $\overrightarrow(F_A)$ on amprijõud, $\overrightarrow(N)$ on keerme reaktsioon (neid on kaks).

Projekteerides (1.1) X-teljele, saame:

Vooluga sirge lõppjuhi Ampere jõumoodul on võrdne:

kus $\alpha =0$ on nurk magnetinduktsiooni vektorite ja voolu suuna vahel.

Asendades (1.3) väärtusega (1.2) ja väljendades voolutugevust, saame:

Vastus: $I=\frac(2N-mg)(Bl).$ Punktist A ja punktist B.

Näide 2

Ülesanne: Voolab poolrõnga kujuline juht raadiusega R D.C. jõud I. Juht on ühtlases magnetväljas, mille induktsioon on võrdne B-ga, väli on risti tasapinnaga, milles juht asub. Leidke amprijõud. Juhtmed, mis kannavad voolu väljaspool välja.

Olgu juht joonise tasapinnal (joonis 3), siis on väljajooned risti joonise tasapinnaga (meilt). Valime poolrõngal lõpmata väikese vooluelemendi dl.

Vooluelemendile mõjub amprijõud, mis on võrdne:

\\ \left(2.1\right).\]

Jõu suund määratakse vasaku käe reegliga. Valime koordinaatteljed (joonis 3). Seejärel saab jõuelemendi kirjutada selle projektsioonide ($(dF)_x, (dF)_y$) kaudu järgmiselt:

kus $\overrightarrow(i)$ ja $\overrightarrow(j)$ on ühikvektorid. Seejärel leiame juhile mõjuva jõu integraalina juhtme L pikkuses:

\[\overrightarrow(F)=\int\limits_L(d\overrightarrow(F)=)\overrightarrow(i)\int\limits_L(dF_x)+\overrightarrow(j)\int\limits_L((dF)_y)\ vasak(2,3\parem).\]

Sümmeetria tõttu integraal $\int\limits_L(dF_x)=0.$ Siis

\[\overrightarrow(F)=\overrightarrow(j)\int\limits_L((dF)_y)\left(2,4\right).\]

Olles uurinud joonist 3, kirjutame, et:

\[(dF)_y=dFcos\alpha \left(2,5\right),\]

kus vooluelemendi Ampere'i seaduse kohaselt kirjutame selle

Tingimuse järgi $\overrightarrow(dl)\bot \overrightarrow(B)$. Avaldame kaare pikkust dl läbi raadiuse R nurga $\alpha $, saame:

\[(dF)_y=IBRd\alpha cos\alpha \ \left(2.8\right).\]

Teostame integreerimise (2.4) jaoks $-\frac(\pi )(2)\le \alpha \le \frac(\pi )(2)\ $asendades (2.8), saame:

\[\overrightarrow(F)=\overrightarrow(j)\int\limits^(\frac(\pi )(2))_(-\frac(\pi )(2))(IBRcos\alpha d\alpha ) =\overrightarrow(j)IBR\int\limits^(\frac(\pi )(2))_(-\frac(\pi )(2))(cos\alpha d\alpha )=2IBR\overrightarrow(j ).\]

Vastus: $\overrightarrow(F)=2IBR\overrightarrow(j).$

Vooluelementide vastastikmõju jõud, mis on võrdeline voolude ja elementide pikkusega, pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja sõltuvalt nende suhtelisest asukohast

Animatsioon

Kirjeldus

1820. aastal avastas Ampere voolude vastasmõju – paralleelvoolude külgetõmbamise või tõrjumise. See võimaldas püstitada uurimisülesande: taandada kõik magnetilised vastastikmõjud vooluelementide vastastikmõjule ja leida nende vastasmõju seadus põhiseadusena, mis mängib magnetismis sarnast rolli nagu Coulombi seadus elektris. Praegu kasutatava praeguste elementide interaktsiooni valemi sai 1844. aastal Grassmann (1809-1877) ja sellel on vorm:

, (SI-s) (1)

, (Gaussi süsteemis)

kus d F 12 on jõud, millega vooluelement I 1 d I 1 mõjub vooluelemendile I 2 d I 2 ;

r 12-raadiusega vektor, mis on tõmmatud elemendist I 1 d I 1 vooluelemendile I 2 d I 2 ;

c =3H 108 m/s - valguse kiirus.

Vooluelementide vastastikmõju

Riis. 1

Jõu d F 12, millega vooluelement I 2 d I 2 mõjutab vooluelementi I 1 d I 1, on järgmine:

. (SI-s) (2)

Jõud d F 12 ja d F 21 ei ole üldiselt üksteise suhtes kollineaarsed, seetõttu ei vasta vooluelementide vastastikmõju Newtoni kolmandale seadusele:

d F 12 + d F 21 nr 0.

Seadusel (1) on abitähendus, mis viib õigete, katseliselt kinnitatud jõuväärtusteni alles pärast (1) integreerimist suletud kontuuride L 1 ja L 2 peale.

Jõud, millega suletud vooluringi L 1 läbiv vool I 1 mõjutab suletud ahelat L 2 vooluga I 2, on võrdne:

. (SI-s) (3)

Jõud d F 21 on sarnase kujuga.

Suletud ahelate ja voolu vastasmõju jõudude jaoks on Newtoni kolmas seadus täidetud:

dF 12 + d F 21 =0

Täielikult analoogselt elektrostaatikaga on vooluelementide vastasmõju kujutatud järgmiselt: vooluelement I 1 d I 1 vooluelemendi asukohas I 2 d I 2 loob magnetvälja, mille vastasmõju vooluelement I 2 d I 2 viib jõu d F 12 tekkimiseni.

, (4)

. (5)

Seost (5), mis kirjeldab magnetvälja tekkimist voolu toimel, nimetatakse Biot-Savart seaduseks.

Paralleelvoolude vastastikmõju jõud.

Mööda lõpmatult pikka juhti voolava sirgjoonelise voolu I 1 tekitatud magnetvälja induktsiooni vooluelemendi I 2 dx 2 asukohas (vt joonis 2) väljendatakse valemiga:

. (SI-s) (6)

Kahe paralleelse voolu vastastikmõju

Riis. 2

Ampere'i valem, mis määrab magnetväljas B 12 asuvale vooluelemendile I 2 dx 2 mõjuva jõu, on järgmine:

, (SI-ga) (7)

. (Gaussi süsteemis)

See jõud on suunatud vooluga I 2 juhiga risti ja on tõmbejõud. Sarnane jõud on suunatud vooluga I 1 juhiga risti ja on tõmbejõud. Kui paralleeljuhtides voolavad voolud vastassuundades, siis sellised juhid tõrjuvad.

André Marie Ampère (1775-1836) – prantsuse füüsik.

Ajastuse omadused

Algusaeg (logi kuni -15 kuni -12);

eluiga (log tc vahemikus 13 kuni 15);

Lagunemisaeg (log td vahemikus -15 kuni -12);

Optimaalse arengu aeg (log tk vahemikus -12 kuni 3).

Diagramm:

Efekti tehnilised teostused

Paigaldusskeem mõõtmisvoolude “kaalumiseks”.

1A üksuse rakendamine, kasutades voolu juhtivale mähisele mõjuvat jõudu.

Suure fikseeritud mähise sees on "mõõtemähis", mis on allutatud mõõdetavale jõule. Mõõtepool on riputatud tundliku analüütilise kaalu tala külge (joonis 3).

Paigaldusskeem mõõtmisvoolude “kaalumiseks”.

Riis. 3

Efekti rakendamine

Ampere'i voolude vastastikmõju ehk nende voolude tekitatud magnetväljade seadust kasutatakse väga levinud elektriliste mõõteriistade – magnetoelektriliste seadmete – projekteerimiseks. Neil on kerge traadiga raam, mis on paigaldatud ühe või teise konstruktsiooniga elastsele vedrustusele, mis on võimeline magnetväljas pöörlema. Kõigi magnetoelektriliste seadmete esivanem on Weberi elektrodünamomeeter (joonis 4).

Weberi elektrodünamomeeter

Riis. 4

Just see seade võimaldas läbi viia Ampere'i seaduse klassikalisi uuringuid. Fikseeritud mähise U sees ripub liikuv mähis C, mida toetab hark ll, bifilaarsel vedrustusel, mille telg on risti fikseeritud pooli teljega. Kui vool läbib mähiseid järjestikku, kipub liikuv mähis muutuma statsionaarsega paralleelseks ja pöörleb, keerates bifilaarset vedrustust. Pöörlemisnurki mõõdetakse raami külge kinnitatud peegli f abil ll ў.

Kirjandus

1. Matveev A.N. Elekter ja magnetism. - M.: lõpetanud kool, 1983.

2. Tamm I.E. Elektriteooria alused. - M.: Riiklik Tehnilise ja Teoreetilise Kirjastuse Kirjastus, 1954.

3. Kalašnikov S.G. Elekter.- M.: Nauka, 1977.

4. Sivukhin D.V. Füüsika üldkursus.- M.: Nauka, 1977. - T.3. Elekter.

5. Kamke D., Kremer K. Mõõtühikute füüsikalised alused.- M.: Mir, 1980.

Märksõnad

• Ampere võimsus
• magnetväli
• Biot-Savart seadus
• magnetvälja induktsioon
• praeguste elementide koostoime
• paralleelvoolude vastastikmõju

Loodusteaduste sektsioonid: