安培力作用在技术上的应用

1820 年,丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特 (Hans Christian Oersted) 做出了一项根本性发现:指南针的磁针会因承载直流电的导线而偏转。因此,科学家在实验中发现,电流磁场的方向恰好垂直于电流,而不是像可能假设的那样平行于电流。

耳放批发

法国物理学家安德烈-玛丽·安培受到奥斯特实验演示的启发,决定独自继续朝这个方向研究。

安培能够确定,不仅磁针会被载流导体偏转,而且两个载有直流电的平行导体也可以相互吸引或排斥——这取决于它们相对于彼此移动的方向,这些导体中的电流电线。

安德烈-玛丽·安培

原来,一个电流产生一个磁场,而这个磁场已经作用在另一个电流上了。安培得出结论,载流导线也作用于永磁体(箭头),只是因为许多微观电流也以闭合路径在磁体内部流动,实际上,尽管磁场相互作用,但这些磁场的来源,电流, 被击退。没有电流就不会有磁相互作用。

结果,在同年 1820 年,安培发现了直流电流相互作用的规律。电流方向相同的导体相互吸引,电流方向相反的导体相互排斥(见 - 安培定律).

作为他的实验工作的结果,安培发现作用在放置在磁场中的载流导线上的力与导线中电流 I 的大小和磁场的感应 B 的大小成线性关系放置此电线的位置。

安培定律可以表述如下。磁场作用于位于感应磁场 B 中的电流元件 dI 的力 dF 与电流和导电元件长度 dL 与磁感应强度 B 的向量积成正比。

安培力的方向可由左手法则确定。当导线垂直于磁感应线时,该力最大。原则上,将载有电流 I 的长度为 L 的导线置于感应磁场 B 中,与磁场力线成 α 角,其安培强度等于:

安培定律

今天,可以争论的是,所有电磁作用将元素置于机械运动中的电子元件都使用安培力。

机电机器的工作原理正是基于这种力,例如, 在电动机中... 在任何时刻,在电动机运行期间,其转子绕组的一部分在定子绕组的一部分电流的磁场中移动。这是电流相互作用的安培力和安培定律的体现。

这个原理在电动机中可能是最常见的,其中 电能因此转化为机械能.

电动机

原则上,发电机是同一台电动机,只实现反向转换:机械能转化为电能(见 - 交流和直流发电机如何工作?).

在电动机中,电流流过的转子绕组受到来自定子磁场的安培力的作用(此时具有所需方向的电流也作用在定子磁场上),因此电动机的转子进入旋转运动,轴随负载旋转。

电动机的工作原理

电动汽车、有轨电车、电动火车和其他电动车辆的车轮转动是由于在交流或直流驱动电机中的安培力作用下旋转的轴。交流和直流电机使用安培。

电锁(电梯门、大门等)的工作方式相同,总之——都是电磁作用导致机械运动的机制。

例如,在扬声器的扬声器中发声的扬声器中,薄膜振动是因为载流线圈被安装在其周围的永磁体的磁场排斥。因此形成了声音振动——安培数是可变的(因为线圈中的电流随着要再现的声音的频率而变化)推动扩散器,产生声音。


电流表指针

磁电系统的电气测量仪器(例如模拟电流表)包括一个已安装的可拆卸线框 在永磁体的两极之间…框架悬挂在螺旋弹簧上,被测电流通过该测量装置,实际上是通过框架。

当电流通过框架时,与给定电流大小成正比的安培力在永磁体的磁场中作用在框架上,因此框架旋转,使弹簧变形。当安培力与弹簧力平衡时,表圈停止旋转,此时可以读取读数。

一个箭头连接到框架,指向测量设备的刻度尺。箭头的偏转角与通过框架的总电流成正比。框架通常由几圈组成(见 - 电流表和电压表装置).

我们建议您阅读:

为什么电流是危险的?