Kopējās strāvas likums vienkāršos vārdos
Pazīstamais priekšmets ar nosaukumu Elektrotehnika savā programmā satur virkni pamatlikumu, kas nosaka magnētiskā lauka fiziskās mijiedarbības principus. Viņi paplašina to iedarbību uz dažādiem elektrisko ierīču elementiem, kā arī uz to konstrukcijām un vidi. Tajos notiekošo procesu fizika attiecas uz tādiem pamatjēdzieniem kā elektrības un lauku strāvas. Kopējās strāvas likums nosaka attiecības starp elektrisko lādiņu kustību un tās radīto magnētisko lauku (precīzāk, tā intensitāti). Mūsdienu zinātne apgalvo, ka tās piemērošana attiecas uz gandrīz visām vidēm.
Likuma būtība
Apsvertais likums, kas piemērojams magnētiskajām ķēdēm, nosaka šādas kvantitatīvās attiecības starp tā sastāvdaļām. Magnētiskā lauka vektora cirkulācija slēgtā cilpā ir proporcionāla tajā iekļūstošo straumju summai. Lai saprastu kopējās strāvas likuma fizisko nozīmi, jums būs jāiepazīstas ar viņa aprakstīto procesu grafisko attēlojumu.
No attēla redzams, ka apmēram diviem vadītājiem, kuriem cauri plūst strāvas I1 un I2, tiek izveidots lauks, kuru ierobežo ķēde L. Tas tiek ieviests kā garīgi iedomāts slēgts attēls, kura plakni caurdur vadītāji ar kustīgu lādiņu. Vienkāršiem vārdiem sakot, šo likumu var izteikt šādi. Vairāku elektrības plūsmu klātbūtnē caur iedomātu iedomātu virsmu, ko pārklāj L kontūra, tajā tiek izveidots magnētiskais lauks ar iepriekš noteiktu intensitātes sadalījumu.
Vektora pozitīvajam virzienam saskaņā ar likumu magnētiskās ķēdes kontūrai tiek izvēlēts pulksteņrādītāja virzienā. Tas ir arī iedomājams.
Šāda virpuļu lauka definīcija, ko rada straumes, liek domāt, ka katras straumes virziens var būt patvaļīgs.
Uzziņai! Ieviestā lauka struktūra un aprakstošais aparāts jānošķir no elektrostatiskā vektora "E" cirkulācijas, kas vienmēr ir vienāds ar nulli, apejot ķēdi. Tā rezultātā šāds lauks attiecas uz potenciālajām struktūrām. Magnētiskā lauka vektora “B” cirkulācija nekad nav nulle. Tieši tāpēc to sauc par “virpuli”.
Pamatjēdzieni
Saskaņā ar izskatāmo likumu magnētisko lauku aprēķināšanai tiek izmantota šāda vienkāršota pieeja. Kopējo strāvu attēlo kā vairāku sastāvdaļu summu, kas plūst caur virsmu, kuru pārklāj slēgta ķēde L. Teorētiskos aprēķinus var attēlot šādi:
- Kopējā elektriskā strāva, kas plūst caur ķēdēm Σ I, ir I1 un I2 vektora summa.
- Šajā piemērā, lai to noteiktu, izmantojiet formulu:
ΣI = I1 - I2 (mīnus pirms otrā termiņa nozīmē, ka straumju virzieni ir pretēji). - Tos, savukārt, nosaka saskaņā ar elektrotehnikā zināmajiem likumiem (norma) ritenis.
Magnētisko lauku gar kontūru aprēķina, pamatojoties uz aprēķiniem, kas iegūti ar īpašām metodēm. Lai to atrastu, ir nepieciešams integrēt šo parametru virs L, izmantojot Maksvela vienādojumu, kas parādīts vienā no formām.To var izmantot diferenciālā formā, bet tas nedaudz sarežģīs aprēķinus.
Vienkāršota integrēta pieeja
Ja mēs izmantojam diferencētu attēlojumu, izteikt kopējo strāvu likumu vienkāršotā formā būs ļoti grūti (šajā gadījumā tajā jāievieš papildu komponenti). Mēs tam pievienojam, ka šajā gadījumā tiek noteikts magnētiskais virpuļlauks, ko rada strāvas kustības strāvas, ņemot vērā slīpo strāvu, kas ir atkarīga no elektriskās indukcijas maiņas ātruma.
Tāpēc praksē TOE populārāka ir formulu prezentācija pilnām strāvām, summējot mikroskopiski mazus ķēdes segmentus ar tajos izveidotajiem virpuļu laukiem. Šī pieeja ietver Maksvela vienādojuma piemērošanu integrētā formā. Kad tas tiek ieviests, kontūra tiek sadalīta mazos segmentos, kurus pirmajā tuvinājumā uzskata par taisniem (saskaņā ar likumu tiek pieņemts, ka magnētiskais lauks ir viendabīgs). Šo vērtību, kas apzīmēta kā Um, ar vienu vakuuma iedarbības magnētiskā lauka diskrētu sekciju ΔL nosaka šādi:
Um = HL * ΔL
Kopējo spriedzi gar pilnu kontūru L, kas īsumā parādīta neatņemamā formā, nosaka pēc šādas formulas:
UL = Σ HL * ΔL.
Vakuuma kopējās strāvas likums
Galīgajā formā, kas sastādīta saskaņā ar visiem integrācijas noteikumiem, kopējās strāvas likums izskatās šādi. Kā magnētiskās konstantes reizinājumu var attēlot vektora "B" cirkulāciju slēgtā cilpā m straumju daudzumā:
B integrāls pār dL = Bl integrāls pār dL = m Σ iekšā
kur n ir kopējais vadītāju skaits ar daudzvirzienu strāvām, ko pārklāj garīgi iedomāta patvaļīgas formas shēma L.
Katra strāva tiek ņemta vērā šajā formulā tik reižu, cik tā ir pilnībā pārklāta ar šo ķēdi.
Kopējās strāvas likuma iegūto aprēķinu galīgo formu lielā mērā ietekmē vide, kurā darbojas ierosinātais elektromagnētiskais spēks (lauks).
Ietekme uz vidi
Apsvērtās attiecības straumju un lauku likumam, kas darbojas nevis vakuumā, bet magnētiskā vidē, iegūst nedaudz atšķirīgu formu. Šajā gadījumā papildus galvenajiem strāvas komponentiem tiek ieviests mikroskopisko strāvu jēdziens, kas rodas, piemēram, ar magnētu vai jebkurā tam līdzīgā materiālā.
Nepieciešamo sakarību pilnībā iegūst no teorēmas par magnētiskās indukcijas B vektora cirkulāciju. Vienkārši izsakoties, to izsaka šādā formā. Vektora B kopējā vērtība, integrējoties izvēlētajā shēmā, ir vienāda ar makro straumju summu, ko tas pārklāj, reizinot ar magnētiskās konstantes koeficientu.
Tā rezultātā vielai "B" formulu nosaka ar izteiksmi:
B integrāls pār dL = Bl integrāls pār dL = m(Es+Es1)
kur: dL ir diskrēts elements ķēdē, kas vērsts gar tā apvedceļu, Bl ir komponents tangences virzienā patvaļīgā punktā, bI un I1 ir vadīšanas strāva un mikroskopiskā (molekulārā) strāva.
Ja lauks darbojas vidē, kas sastāv no patvaļīgiem materiāliem, jāņem vērā šīm struktūrām raksturīgās mikroskopiskās strāvas.
Šie aprēķini attiecas arī uz lauku, kas izveidots solenoīdā vai jebkurā citā vidē ar ierobežotu magnētisko caurlaidību.
Uzziņai
Vispilnīgākajā un vispusīgākajā GHS mērījumu sistēmā Oersteds (E) attēlo magnētiskā lauka stiprumu. Citā esošā sistēmā (SI) to izsaka ampēros uz metru (A / metrs). Mūsdienās novecojušos pakāpeniski aizstāj ar ērtāku ekspluatācijas vienību - ampēru uz metru.Tulkojot mērījumu vai aprēķinu rezultātus no SI uz GHS, izmanto šādu attiecību:
1 e = 1000 / (4π) A / m ≈ 79,5775 ampērs / metrs.
Pārskata pēdējā daļā mēs atzīmējam, ka neatkarīgi no tā, kāds ir pilnas strāvas likuma teksts, tiek izmantots, tā būtība paliek nemainīga. Pēc viņa paša vārdiem, to var attēlot šādi: tas izsaka attiecības starp straumēm, kas iekļūst šajā ķēdē, un vielā izveidotajiem magnētiskajiem laukiem.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties noderīgu videoklipu par raksta tēmu:
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
