Siłą elektrodynamiczną nazywamy siłę z jaką pole magnetyczne działa na przewodnik z prądem elektrycznym
Zwrot zależy od
-kierunku płynącego prądu
-zwrotu siły pola magnetycznego
!!!!!!! PROGRAM POKAZUJĄCY SIŁE ELEKTRODYNAMICZNĄ !!!!!!!
Siła elektrodynamiczna
Ramkę z drutu umieszczamy między biegunami magnesu podkowiastego.
Gdy do ramki podłączymy napięcie, zauważymy wychylenie się ramki. Po podłączeniu napięcia płynie prąd, więc na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła zwana siłą elektrodynamiczną .
Po przeprowadzeniu doświadczenia zauważymy, że siła ta proporcjonalna jest do natężenia prądu w przewodniku oraz do długości tego przewodnika. Aby znak proporcjonalności zastąpić równością, wprowadzamy współczynnik proporcjonalności B , zwany indukcją magnetyczną . Indukcja ta zależy od rodzaju substancji wypełniającej pole (otoczenie przewodnika).
Rozpatrzyliśmy przypadek, gdy część ramki, na którą działała siła, ustawiona była prostopadle do linii pola magnetycznego. Gdyby między liniami pola a przewodnikiem był kąt α, wtedy:
Ogólnie w postaci wektorowej powyższy wzór można zapisać jako:
Indukcja pola magnetycznego jest wektorem charakteryzującym pole. Mówi nam o tym, jak silne jest dane pole magnetyczne. Jest ona związana z drugą wielkością, również traktującą o "sile" pola, tj. z natężeniem pola zależnością:
gdzie: | B --> indukcja pola, |
µ0 --> przenikalność magnetyczna próżni, | |
µr --> względna przenikalność magnetyczna danego środowiska, | |
H --> natężenie pola magnetycznego. |
Podajmy teraz jednostkę indukcji magnetycznej:
stąd: |
1 tesla (T) jest to indukcja pola magnetycznego, w którym na prostoliniowy przewodnik z prądem o natężeniu 1 ampera, ustawiony prostopadle do linii pola, działa siła 1N .
Przenikalność magnetyczna próżni ma wartość:
Względna przenikalność magnetyczna jest liczba niemianowaną, różną dla różnych środowisk, a w próżni ma wartość 1 .
Siła elektrodynamiczna jest wielkością wektorową. Jej wartość wyraziliśmy wyżej, zaś teraz wyznaczymy jej kierunek i zwrot, korzystając z tzw. reguły Fleminga :
Jeżeli cztery palce lewej dłoni wskazują kierunek przepływu prądu, a dłoń jest przekłuwana od wewnątrz przez linie pola, to odchylony kciuk wskazuje zwrot siły elektrodynamicznej.
Reguła jak widać dotyczy przypadku, gdy przewodnik jest ustawiony prostopadle do linii pola, a zarazem do wektora B .
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz