La llei del corrent total en paraules simples
El tema conegut per a molts, titulat "Enginyeria Elèctrica", conté en el seu programa una sèrie de lleis fonamentals que defineixen els principis d'interacció física per a un camp magnètic. Estenen el seu efecte a diversos elements dels dispositius elèctrics, així com a les seves estructures i ambients. La física dels processos que s’hi produeixen està relacionada amb conceptes bàsics com els corrents d’electricitat i camps. La llei del corrent total estableix una relació entre el moviment de les càrregues elèctriques i el camp magnètic creat per ella (més precisament, la seva intensitat). La ciència moderna afirma que la seva aplicació s’estén a gairebé tots els ambients.
L’essència de la llei
La llei a considerar, aplicable als circuits magnètics, determina la següent relació quantitativa entre els seus components constituents. La circulació del vector de camp magnètic en un bucle tancat és proporcional a la suma dels corrents que hi penetren. Per entendre el significat físic de la llei del corrent total, haureu de familiaritzar-vos amb la representació gràfica dels processos descrits per ell.
Es pot veure a partir de la figura que al voltant de dos conductors amb corrents I1 i I2 que flueixen a través d'ells, es forma un camp limitat pel circuit L. Es presenta com una figura tancada imaginada mentalment, el pla dels quals és perforat per conductors amb càrregues mòbils. En paraules simples, aquesta llei es pot expressar de la manera següent. En presència de diversos fluxos d’electricitat a través de la superfície imaginària coberta pel circuit L, es forma un camp magnètic amb una distribució de tensió determinada.
Per a la direcció positiva del vector, de conformitat amb la llei per al contorn del circuit magnètic, se selecciona en el sentit de les agulles del rellotge. També és imaginable.
Una definició d'aquest camp del volador creada pels corrents suggereix que la direcció de cadascun dels corrents pot ser arbitrària.
Per referència! L’estructura de camp introduïda i l’aparell que el descriu s’haurien de distingir de la circulació del vector electrostàtic “E”, que sempre és igual a zero per sobrepassar el circuit. Com a resultat d’aquest camp, es fa referència a estructures potencials. La circulació del vector “B” del camp magnètic no és mai zero. Per això s'anomena "vòrtex".
Conceptes bàsics
D’acord amb la llei considerada, s’utilitza el següent enfocament simplificat per calcular camps magnètics. El corrent total es representa com la suma de diversos components que circulen per una superfície coberta per un circuit tancat L. Els càlculs teòrics es poden representar de la manera següent:
- El corrent elèctric total que circula pels circuits Σ I és la suma vectorial de I1 i I2.
- En aquest exemple, per determinar-ho, utilitzeu la fórmula:
ΣI = I1 - I2 (menys abans del segon terme significa que les direccions dels corrents són oposades). - Al seu torn, es determinen segons la llei coneguda en enginyeria elèctrica (norma) gimlet.
El camp magnètic al llarg del contorn es calcula a partir dels càlculs obtinguts per tècniques especials. Per trobar-lo, cal integrar aquest paràmetre a L mitjançant l'equació de Maxwell presentada en una de les formes.Es pot aplicar en forma diferencial, però això complicarà una mica els càlculs.
Enfocament integrat simplificat
Si fem servir la representació diferencial, l’expressió de la llei del corrent total d’una forma simplificada serà molt difícil (en aquest cas, hi han d’introduir components addicionals). A això hi afegim que el camp de vòrtex magnètic creat pels corrents que es mouen dins del circuit es determina en aquest cas tenint en compte el corrent de biaix, que depèn de la velocitat de canvi de la inducció elèctrica.
Per tant, a la pràctica, a TOE, és més popular la presentació de fórmules per a corrents complets, en forma de suma de segments microscòpicament petits d’un circuit amb camps eddy creats en ells. Aquest enfocament implica l'aplicació de l'equació de Maxwell de forma integral. Quan s’implementa, el contorn es divideix en petits segments, que es consideren senzills en la primera aproximació (segons la llei, se suposa que el camp magnètic és homogeni). Aquest valor, denotat com Um per una secció discreta de longitud ΔL del camp magnètic que actua en buit, es defineix de la manera següent:
Um = HL * ΔL
La tensió total al llarg del contorn L, presentada breument de forma integral, es troba mitjançant la següent fórmula:
UL = Σ HL * ΔL.
La llei del corrent total per al buit
En la seva forma final, elaborada segons totes les regles d’integració, s’assembla a la llei del corrent total. La circulació del vector "B" en un bucle tancat es pot representar com el producte de la constant magnètica m en la quantitat de corrents:
La integral de B sobre dL = la integral de Bl sobre dL = m Σ Dins
on n és el nombre total de conductors amb corrents multidireccionals coberts per un circuit L imaginat mentalment de forma arbitrària.
En aquesta fórmula es té en compte cada corrent tantes vegades que estigui completament cobert per aquest circuit.
La forma final dels càlculs obtinguts per a la llei del corrent total està molt influenciada pel medi en què actua la força (camp) electromagnètica induïda.
Impacte ambiental
Les relacions considerades per a la llei de corrents i camps que actuen no al buit, sinó en un medi magnètic, adopten una forma lleugerament diferent. En aquest cas, a més dels principals components de corrent, s’introdueix el concepte de corrents microscòpics sorgits en un imant, per exemple, o en qualsevol material similar a ell.
La relació necessària es deriva íntegrament del teorema sobre la circulació vectorial de la inducció magnètica B. En termes simples, s’expressa de la forma següent. El valor total del vector B quan s'integra sobre el circuit seleccionat és igual a la suma dels corrents macro macro coberts per ell, multiplicat pel coeficient de la constant magnètica.
Com a resultat, la fórmula de "B" en una substància està determinada per l'expressió:
La integral de B sobre dL = la integral de Bl sobre dL = m(Jo+Jo1)
on: dL és l'element discret del circuit al llarg del seu bypass, Bl és el component en la direcció de la tangent en un punt arbitrari, bI i I1 són el corrent de conducció i el corrent microscòpic (molecular).
Si el camp actua en un entorn format per materials arbitraris, s’han de tenir en compte els corrents microscòpics característics d’aquestes estructures.
Aquests càlculs també són certs per al camp creat en el solenoide o en qualsevol altre medi amb permeabilitat magnètica finita.
Per referència
En el sistema més complet i complet de mesurament de SGH, la força del camp magnètic es representa a Oersteds (E). En un altre sistema existent (SI), s’expressa en amperes per metre (A / metre). Avui en dia, el oersted està sent substituït gradualment per una unitat més convenient en funcionament: un amperi per metre.Quan es tradueixen els resultats de les mesures o càlculs de SI a GHS, s'utilitza la relació següent:
1 E = 1000 / (4π) A / m ≈ 79.5775 Ampere / metre.
A la part final de la revisió, observem que, independentment de quina sigui la redacció de la llei de corrents plenes, la seva essència es manté inalterada. En paraules pròpies, això es pot representar de la manera següent: expressa la relació entre els corrents que penetren en aquest circuit i els camps magnètics creats en la substància.
Per acabar, recomanem veure un vídeo útil sobre el tema de l’article:
Materials relacionats:
Carregant ...
