Меню

Как будет взаимодействовать проводники с током если ток протекает в одном направлении

1.2. Взаимодействие проводников с током

Опыт показывает, что проводники, по которым текут электрические токи, взаимодействуют друг с другом. Так, например, два тонких прямолинейных параллельных проводника притягиваются друг к другу, если направления протекающих в них токов совпадают, и отталкиваются, если направления токов противоположны (рис. 2).

Рис. 2. Взаимодействие параллельных проводников с током.

Определяемая экспериментально сила взаимодействия проводников, отнесенная к единице длины проводника (т.е., действующая на 1м проводника) вычисляется по формуле:

,

где и – силы токов в проводниках, – расстояние между ними в системе СИ, — так называемая, магнитная постоянная ().

Связь между электрической и магнитной постоянными определяется соотношением:

где = 3·10 8 м/с – скорость света в вакууме.

На основании эмпирической формулы для установлена единица силы тока в системе СИ – Ампер (А).

Ампер – сила такого неизменяющегося тока, который, проходя по двум прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает силу взаимодействия между ними, равную 2·10 -7 Н на 1 м длины.

Итак, при протекании электрического тока по проводнику в окружающем его пространстве происходят какие-то изменения, что заставляет проводники с током взаимодействовать, а магнитную стрелку вблизи проводника с током поворачиваться. Таким образом, мы пришли к выводу, что взаимодействие между магнитами, проводником и током, между проводниками с током осуществляется посредством материальной среды, получившей название магнитного поля. Из опыта Эрстеда следует, что магнитное поле имеет направленный характер, поскольку угол поворота стрелки зависит от величины и направления протекающего тока. Это подтверждается также и опытами по взаимодействию проводников с током.

1.3. Индукция магнитного поля

Рассмотрим взаимодействие прямого проводника с током с магнитным полем подковообразного магнита. В зависимости от направления тока проводник втягивается или выталкивается из магнита (рис. 3).

Рис. 3. Взаимодействие прямого проводника с током с магнитным полем подковообразного магнита.

Мы пришли к заключению, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила. Причем эта сила зависит от длины проводника и величины протекающего по нему тока, а также от его ориентации в пространстве. Можно найти такое положение проводника в магнитном поле, когда эта сила будет максимальной. Это и позволяет ввести понятие силовой характеристики магнитного поля.

Силовой характеристикой магнитного поля является физическая величина, определяемая в данном случае как

,

Она получила название индукции магнитного поля. Здесь — максимальная сила, действующая на проводник с током в магнитном поле,— длина проводника,— сила тока в нем.

Единица измерения вектора магнитной индукции – тесла .

1 Тл – индукция такого магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на каждый метр длины прямолинейного проводника, расположенного перпендикулярно направлению поля, если по проводнику течет ток 1 А:

Индукция магнитного поля – величина векторная. Направление вектора магнитной индукции в нашем случае связано с направлениямииправилом левой руки (рис. 4):

если вытянутые пальцы направить по направлению тока в проводнике, а силовые линии магнитного поля будут входить в ладонь, то отогнутый большой палец укажет направление силы , действующей на проводник с током со стороны магнитного поля.

Рис. 4. Правило левой руки

Численное значение вектора можно определить и через момент сил, действующих на рамку с током в магнитном поле:

Читайте также:  Построение механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения

,

— максимальный вращательный момент, действующий на рамку с током в магнитном поле, — площадь рамки,— сила тока в ней.

За направление вектора в этом случае (рис. 5) принимается направление нормали к плоскости витка, выбранное так, чтобы, глядя навстречу , ток по витку протекал бы против часовой стрелки.

Единица измерения вектора магнитной индукции – тесла .

За направление вектора в этом случае (рис. 5) принимается направление нормали к плоскости витка, выбранное так, чтобы, глядя навстречу , ток по витку протекал бы против часовой стрелки.

Рис. 5. Ориентирующее действие магнитного поля на рамку с током.

Силовые линии магнитного поля (линии индукции магнитного поля) – это линии, в каждой точке которых вектор направлен по касательной к ним.

Модуль магнитной индукции пропорционален густоте силовых линий, т.е. числу линий, пересекающих поверхность единичной площади, перпендикулярную этим линиям.

В таблице 1 приведены картины силовых линий для различных магнитных полей.

Так, например, направление линий магнитной индукции прямого провода с током определяется по правилу буравчика (или «правого винта»):

если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Таким образом, силовые линии магнитного поля бесконечного прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику. С увеличением радиуса r окружности модуль вектора индукции магнитного поля уменьшается.

Для постоянного магнита за направление силовых линий магнитного поля принято направление от северного полюса магнита N к южному S.

Картина линий индукции магнитного поля для соленоида поразительно похожа на картину линий индукции магнитного поля для постоянного магнита. Это навело на мысль о том, что внутри магнита имеется много маленьких контуров с током. Соленоид тоже состоит из таких контуров – витков. Отсюда и сходство магнитных полей.

Источник

Тест с ответами: “Магнитное поле”

1. Как взаимодействуют два параллельных проводника, если электрический ток в них протекает в одном направлении:
а) проводники притягиваются +
б) сила взаимодействия равна нулю
в) проводники отталкиваются

2. О чем свидетельствует опыт Эрстеда:
а) об отклонении магнитной стрелки около проводника с током
б) о существовании вокруг проводника с током магнитного поля +
в) о влиянии проводника с током на магнитную стрелку

3. Какая физическая величина имеет единицу 1 тесла:
а) взаимная индукция
б) магнитный поток
в) магнитная индукция +

4. Магнитные линии имеют начало и конец:
а) нет +
б) да
в) время от времени

5. Как изменится период обращения заряженной частицы в однородном магнитном поле при уменьшении ее скорости в 2 раза? Изменением массы частицы пренебречь:
а) уменьшится в 2 раза
б) увеличится в 2 раза
в) не изменится +

6. Однородное магнитное поле – поле, в любой точке которого сила действия на заряд одинакова по модулю и одинакова по направлению:
а) да
б) нет +
в) периодически

7. Магнитный поток через замкнутый виток, помещенный в однородное магнитное поле, зависит:
а) от размера витка
б) от расстояния между вектором магнитной индукции и нормалью к контуру
в) от модуля магнитной индукции +

8. Магнитный поток через замкнутый виток, помещенный в однородное магнитное поле, зависит:
а) от угла между вектором магнитной индукции и нормалью к контуру +
б) от размера витка
в) от расстояния между вектором магнитной индукции и нормалью к контуру

Читайте также:  Таблица экономической плотности тока пуэ

9. Магнитный поток через замкнутый виток, помещенный в однородное магнитное поле, зависит:
а) от размера витка
б) от расстояния между вектором магнитной индукции и нормалью к контуру
в) от площади витка +

10. В пространстве, где находится электрон, создается электрическое и магнитное поля:
а) да
б) нет +
в) зависит от условий

11. В каком случае вокруг движущегося электрона возникает магнитное поле:
1. Электрон движется равномерно и прямолинейно
2. Электрон движется равномерно по окружности
3. Электрон движется равноускоренно прямолинейно
а) только 1
б) 2 и 3
в) все варианты верны +
г) нет верного ответа

12. Девочка качается на качелях, держа в руках постоянный магнит. Магнитное поле обнаружится независимо от того, качели неподвижны или качаются:
а) нет
б) да +
в) только когда качаются качели

13. Вокруг каких зарядов, неподвижных или движущихся, существует электрическое поле:
а) электрическое поле существует вокруг всех зарядов +
б) магнитное поле существует вокруг неподвижных
в) электрическое поле существует вокруг движущихся

14. Вокруг каких зарядов, неподвижных или движущихся, существует магнитное поле:
а) электрическое поле существует вокруг движущихся
б) магнитное поле существует вокруг неподвижных
в) магнитное поле существует вокруг движущихся +

15. Что служит источником магнитного поля:
а) электрический ток +
б) электрический заряд
в) проводник, который включается в цепь

16. Магнитная линия магнитного поля:
а) линия, по которой движутся железные опилки
б) линия, вдоль которой устанавливаются в магнитном поле оси магнитных стрелочек +
в) линия, которая показывает действие магнитного поля на магнитные стрелочки

17. Какова форма магнитных линий магнитного поля прямого проводника с током:
а) замкнутые кривые вокруг проводника
б) радиальные линии, отходящие от проводника как от центра
в) концентрические окружности, охватывающие проводник +

18. Какое направление принято за направление магнитной линии магнитного поля:
а) направление, которое указывает южный полюс магнитной стрелки
б) направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки +
в) направление, в котором устанавливается ось магнитной стрелки

19. Что нужно сделать, чтобы магнитная стрелка, расположенная на магнитной линии магнитного поля прямого проводника с током, повернулась на 180°:
а) отклонить проводник от вертикального положения
б) отключить проводник от источника тока
в) изменить направление электрического тока в проводнике на противоположное +

20. Магнитное поле создаётся электрическим током или заряженными частицами, так ли это:
а) да
б) нет +
в) периодически

21. Взаимодействие проводников с током объясняется явлением электромагнитной индукции, верно ли утверждение:
а) нет +
б) да
в) отчасти

22. За направление вектора магнитной индукции принято направление от … полюса к … полюсу внутри магнита
а) северного полюса к южному
б) южного полюса к северному +
в) не имеет значения

23. У поверхности Земли магнитная стрелка не всегда показывает направление таких линий планеты:
а) ровных
б) электрических
в) магнитных +

24. Вектор магнитной индукции всегда ориентирован … току:
а) параллельно
б) перпендикулярно +
в) он не ориентирован току никак

25. Однородное магнитное поле – это поле, в любой точке которого сила действия на заряд одинакова по модулю и одинакова по направлению, так ли это:
а) да
б) отчасти
в) нет +

Читайте также:  Как сделать сварочный аппарат постоянного тока при помощи диодных мостов

26. Магнитное поле – вихревое, т.к. векторные линии поля всегда:
а) разомкнуты
б) замкнуты +
в) параллельны

27. В тех областях пространства, где магнитное поле более сильное, магнитные линии изображают дальше друг от друга, верно ли утверждение:
а) нет +
б) да
в) отчасти

28. Силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения:
а) ионическое поле
б) электрическое поле
в) магнитное поле +

29. Основной силовой характеристикой магнитного поля является:
а) вектор магнитной индукции +
б) вектор электро индукции
в) вектор физической индукции

30. Магнитное поле можно назвать особым видом материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими:
а) электрическим моментом
б) магнитным моментом +
в) электрическими волнами

Источник



Как будет взаимодействовать проводники с током если ток протекает в одном направлении

Если близко один к другому расположены проводники с токами одного направления, то магнитные линии этих проводников, охватывающие оба проводника, обладая свойством продольного натяжения и стремясь сократиться, будут заставлять проводники притягиваться (рис. 90, а). Магнитные линии двух проводников с токами разных направлений в пространстве между проводниками направлены в одну сторону. Магнитные линии, имеющие одинаковое направление, будут взаимно отталкиваться. Поэтому проводники с токами противоположного направления отталкиваются один от другого (рис. 90, б).

Рис. 90. Взаимодействие двух проводников с токами: а - протекающими в одну сторону, б - протекающими в разные стороны
Рис. 90. Взаимодействие двух проводников с токами: а — протекающими в одну сторону, б — протекающими в разные стороны

Рассмотрим взаимодействие двух параллельных проводников с токами, расположенными на расстоянии а один от другого. Пусть длина проводников равна l.

Магнитная индукция, созданная током I1 на линии расположения второго проводника, равна

На второй проводник будет действовать электромагнитная сила

Магнитная индукция, созданная током I2 на линии расположения первого проводника, будет равна

и на первый проводник действует электромагнитная сила

равная по величине силе F2.

На электромеханическом взаимодействии проводников с током основан принцип действия электродинамических измерительных приборов, используемых в цепях постоянного и в особенности переменного тока.

Источник

Как будут взаимодействовать проводники с током, если
 ток протекает в одном направлении, то проводники
будут
 ток протекает в разных направлениях, то проводники
будут
2. От чего зависит направление движения проводника с током помещенного
между полюсами магнита?

2. На каком явлении основан принцип действия электрического
двигателя?

2. В каких приборах и в каких машинах на транспорте используют
электрический двигатель?

2. Каковы преимущества электрических двигателей по сравнению с
тепловыми ?

Ответ

Ответы

Ответ

I. Вставьте пропущенные слова:

В устройстве электрического двигателя используется медные катушки с током в магнитном поле.

Железный цилиндр, в пазы которого укладываются витки проволоки, нужен для преобразования электрического тока в магнитное поле Это устройство называется статор

II. ответьте на вопросы:

1) Где применяются двигатели постоянного тока? маломощные двигатели (магнитофоны, 3D ручки и принтеры, шаговые двигатели)

2) Чем создаётся магнитное поле, в котором вращается якорь? постоянными магнитами

3) Перечислите преимущества электрических двигателей по сравнению с тепловыми.

у Электродвигателя Высокий КПД, Проще конструкция, Более долговечен при уходе, Экологичен, не использует полезные ископаемые и лес.

Источник