Применение явления электромагнитной силы
Математическая запись закона электромагнитной силы
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, прямопропорциональна магнитной индукции магнитного поля, силе электрического тока в проводнике и длине проводника.
Закон электромагнитной силы (закон Ампера)
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле
,
где -магнитная индукция, Тл;
-длина проводника, м;
- сила тока, А;
- угол между направлением тока и вектором магнитной индукции, град.
Явление электромагнитной силы широко используется в технике, например при конструировании электроизмерительных приборов.
В приборах (рис 9.3) имеется рамка из определенного количества витков 3, которая может вращаться между полюсами 4 постоянного магнита 7. При отсутствии тока в рамке она вместе со стрелкой удерживается в некотором положении с помощью пружинок 2.
В отсутствие тока стрелку можно установить на нулевое деление шкалы при помощи специального устройства — корректора 5.
Рис 9.3
Пружинки не только удерживают стрелку в некотором положении, но и подводят ток к виткам рамки.
При пропускании тока по виткам рамки на нее действует сила со стороны магнитного поля постоянного магнита. Рамка поворачивается до тех пор, пока сила, действующая на рамку, не уравновесится силой упругости пружинок. Сила, действующая на рамку со стороны магнитного поля, прямо пропорциональна силе тока в рамке. Чем больше сила тока, тем на больший угол отклоняется стрелка.
Таблица 9.1
Номер вопроса, задания | Вопросы, задания | Номер правильного ответа |
В чём состоит явление электромагнитной силы? | ||
Сформулируйте правило левой руки. | ||
Сформулируйте закон электромагнитной силы. | ||
Приведите примеры использования явления электромагнитной силы в электротехнике. |
Таблица 9.1а
Номер ответа | ОТВЕТЫ | |
Если левую руку расположить так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре пальца показывали направление тока, то отогнутый большой палец покажет направление силы. | ||
При конструировании электроизмерительных приборов, электродвигателей и др. | ||
В том, что на проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует механическая сила. | ||
Сила тем больше, чем сильнее магнитное поле, чем больше сила тока и чем длиннее проводник. |
Творческое конструкторско-экспериментальное задание
1. Спроектировать и изготовить устройство для демонстрации явления электромагнитной силы. Предлагается в качестве варианта выполнения задания использовать подковообразный постоянный магнит, катушку, пластину и нить подвеса катушки, гальванический элемент, выключатель, медные проводники.
2. Объяснить и продемонстрировать явление электромагнитной силы на примере катушки с током и подковообразного магнита.