Механічні сили в магнітному полі
Розглянемо n контурів з електричними струмами (рис. 10.21). Навколо цієї системи існує магнітне поле. Контури з електричними потоками будуть відчувати
на собі силову дію. Ці сили
називаються електромагнітними або електродинамічними.
Нехай під впливом сили fg за час dt здійснюється переміщення одного із контурів на відстань dg в напряму сили fg, де g – узагальнена координата.
Тоді джерела віддадуть контурам додаткову енергію
Енергія
витрачається на переміщення контурe на відстань dg та зміну енергії магнітного поля, тобто
.
Звідси одержуємо формулу для електромагнітної сили
.
Розглянемо два випадки.
1-й випадок. Потокозчеплення не змінюється , тобто
.
Тоді
.
Переміщення відбувається за рахунок запасу енергії в магнітному полі.
2-й випадок. Струм в контурах не змінюється, тобто . В цьому випадку енергія магнітного поля дорівнює
,
а так як , то приріст енергії магнітного поля здійснюється за рахунок зміни потокозчеплення
.
Тоді електромагнітна сила дорівнює
.
Таким чином
Механічна сила , яка прагне змінити положення контуру, дорівнює збільшенню енергії магнітного поля за рахунок енергії джерела.
В загальному випадку:
,
.
Прикладом одинокого контуру з постійним магнітним потоком є вимірювальний пристрій електромагнітної системи, який складається з нерухомої котушки, в яку втягується осердя.
Прикладом системи з двох контурів з електричними струмами є вимірювальний пристрій електродинамічної системи. Він має нерухому та рухому котушки.