Закон укупне струје једноставним речима
Предмет познат многима под називом „Електротехника“ садржи у свом програму низ основних закона који дефинишу принципе физичке интеракције за магнетно поље. Они проширују свој ефекат на различите елементе електричних уређаја, као и на њихове структуре и окружења. Физика процеса који се одвијају у њима односи се на основне елементе као што су струје струје и поља. Закон укупне струје успоставља однос између кретања електричних наелектрисања и магнетног поља које он ствара (тачније, његовог интензитета). Савремена наука тврди да се њена примена протеже на готово свим срединама.
Суштина закона
Разматрани закон примењив у магнетним круговима одређује следећи квантитативни однос између његових саставних делова. Кружење вектора магнетног поља у затвореној петљи пропорционално је збиру струја које продире у њега. Да бисте разумели физичко значење закона укупне струје, мораћете да се упознате са графичким приказом описаних процеса.
На слици је видљиво да око два проводника са струјама И1 и И2 који пролазе кроз њих настаје поље ограничено кругом Л. Уводи се као ментално замишљена затворена фигура, чију равнину пробијају проводници са покретним набојима. Једноставним речима, овај закон се може изразити на следећи начин. У присуству неколико токова електричне енергије кроз умишљену имагинарну површину прекривену кругом Л, унутар ње се формира магнетно поље са датом расподјелом напетости.
За позитиван смјер вектора у складу са законом за контуру магнетног круга бира се у смјеру казаљке на сату. То је такође замисливо.
Таква дефиниција вртложног поља коју стварају струје сугерира да правац сваке струје може бити произвољан.
За референцу! Уведена структура поља и уређај који је описује треба разликовати од циркулације електростатичког вектора „Е“, која је увек једнака нули када се круг заобиђе. Као резултат тога, такво се поље односи на потенцијалне структуре. Кружење вектора „Б“ магнетног поља никада није нула. Због тога се назива „вртлог“.
Основни појмови
У складу са важећим законом, за израчунавање магнетних поља користи се следећи поједностављени приступ. Укупна струја је представљена као збир више компоненти које тече кроз површину покривену затвореним кругом Л. Теоретски прорачуни могу бити представљени на следећи начин:
- Укупна електрична струја која тече кроз кругове Σ И је векторска сума И1 и И2.
- У овом примеру, да бисте га одредили, користите формулу:
ΣИ = И1 - И2 (минус пре другог термина значи да су правци струја супротни). - Они се заузврат одређују према закону познатом у електротехници (правило) гимлет.
Магнетно поље дуж контуре израчунава се на основу израчуна добијених посебним техникама. Да бисмо га пронашли, потребно је интегрирати овај параметар преко Л помоћу Маквелл-ове једнаџбе представљене у једном од облика.Може се применити у различитом облику, али то ће донекле компликовати прорачуне.
Поједностављени интегрисани приступ
Ако користимо диференцијално представљање, изражавање закона укупне струје у поједностављеном облику биће веома тешко (у овом случају у њега се морају увести додатне компоненте). Овоме додајемо да се магнетно вртложно поље које ствара струја која се креће унутар круга одређује у овом случају узимајући у обзир струју пристраности, која зависи од брзине промене електричне индукције.
Због тога је у пракси у ТОЕ-у популарнија презентација формула за пуну струју у облику сумирања микроскопски малих сегмената кола са вртложним пољима која су створена у њима. Овај приступ укључује примену Маквелл-ове једнаџбе у интегралном облику. Када се проводи, контура се дели на мале сегменте који се у првој апроксимацији сматрају равним (према закону претпоставља се да је магнетно поље хомогено). Ова вредност, означена као Ум за један дискретни пресек дужине ΔЛ магнетног поља која делује у вакууму, дефинисана је на следећи начин:
Ум = ХЛ * ΔЛ
Укупна напетост дуж пуне контуре Л, укратко представљена у интегралном облику, налази се следећом формулом:
УЛ = Σ ХЛ * ΔЛ.
Закон укупне струје за вакуум
У свом коначном облику, сачињеном по свим правилима интеграције, закон тоталне струје изгледа овако. Кружење вектора "Б" у затвореној петљи може се представити као продукт магнетне константе м у количини струје:
Интеграл Б преко дЛ = интеграл Бл преко дЛ = м Σ Ин
где је н укупни број проводника са вишесмерним струјама покривеним ментално замишљеним склопом Л произвољног облика.
Свака струја се узима у обзир у овој формули онолико пута колико је у потпуности покривена овим кругом.
На коначни облик добијених израчунавања закона укупне струје у великој мери утиче медијум у коме делује индукована електромагнетна сила (поље).
Утицај на животну средину
Разматрани односи за закон струја и поља која делују не у вакууму, већ у магнетном медијуму попримају мало другачији облик. У овом случају, поред главних компоненти струје, уведен је концепт микроскопских струја које настају, на пример, у магнету или у било којем сличном материјалу.
Потребни однос је у целости изведен из теореме о векторској циркулацији магнетне индукције Б. Једноставно речено, то се изражава у следећем облику. Укупна вредност вектора Б када је интегрисана у одабрани круг једнака је суми макро струја које покрива помножена са коефицијентом магнетне константе.
Као резултат, формула за „Б“ у супстанци одређена је изразом:
Интеграл Б преко дЛ = интеграл Бл преко дЛ = м(Ја+Ја1)
где је: дЛ дискретни елемент струјног круга усмерен дуж његове заобилазнице, Бл је компонента у смеру тангенте у произвољној тачки, бИ и И1 су проводна струја и микроскопска (молекуларна) струја.
Ако поље делује у окружењу које се састоји од произвољних материјала, треба узети у обзир микроскопске струје карактеристичне за ове структуре.
Ова израчунавања су тачна и за поље створено у соленоиду или било ком другом медијуму са ограниченом магнетном пропустљивошћу.
За референцу
У најпотпунијем и свеобухватнијем систему мерења ГХС-а, јачина магнетног поља представљена је у Оерстедсу (Е). У другом постојећем систему (СИ) изражава се у амперима по метру (А / метар). Данас се оестертед постепено замењује погоднијом јединицом у раду - ампером по метру.При превођењу резултата мерења или израчуна из СИ у ГХС користи се следећи однос:
1 е = 1000 / (4π) А / м ≈ 79,5775 ампера / метар.
У завршном делу прегледа напомињемо да, без обзира за шта се користи формулација закона пуних струја, његова суштина остаје непромењена. Према његовим речима, ово се може представити на следећи начин: он изражава однос између струја које продире у овај круг и магнетних поља створених у супстанци.
На крају, препоручујемо вам да погледате користан видео о теми чланка:
Сродни материјали:
Учитавање ...
