Bendrosios srovės dėsnis paprastais žodžiais
Daugeliui pažįstama tema, pavadinta „Elektros inžinerija“, savo programoje yra keletas pagrindinių įstatymų, apibrėžiančių magnetinio lauko fizinės sąveikos principus. Jie išplečia savo poveikį įvairiems elektrinių prietaisų elementams, taip pat jų konstrukcijoms ir aplinkai. Juose vykstančių procesų fizika susijusi su tokiomis pagrindinėmis sąvokomis kaip elektros srovė ir laukai. Bendrosios srovės dėsnis nustato ryšį tarp elektros krūvių judėjimo ir jo sukuriamo magnetinio lauko (tiksliau, jo intensyvumo). Šiuolaikinis mokslas teigia, kad jo taikymas apima beveik visas aplinkas.
Įstatymo esmė
Svarstomas dėsnis, taikomas magnetinėms grandinėms, nustato šį kiekybinį ryšį tarp jo sudedamųjų dalių. Magnetinio lauko vektoriaus cirkuliacija uždaroje kilpoje yra proporcinga jį skverbiančių srovių sumai. Norėdami suprasti fizinę suminės srovės dėsnio prasmę, turėsite susipažinti su jo aprašytų procesų grafiniu vaizdavimu.
Iš paveikslo matyti, kad maždaug dviem laidininkais, pro kuriuos teka I1 ir I2 srovės, susidaro laukas, apribotas grandine L. Jis pristatomas kaip protiškai įsivaizduojamas uždaras paveikslas, kurio plokštumą pradurti laidininkai su judančiaisiais krūviais. Paprastais žodžiais tariant, šį įstatymą galima išreikšti taip. Esant keliems elektros srautams per įsivaizduojamą įsivaizduojamą paviršių, uždengtą kontūru L, jame suformuojamas magnetinis laukas su iš anksto nustatytu intensyvumo pasiskirstymu.
Teigiamai vektoriaus krypčiai pagal įstatymą magnetinės grandinės kontūrai parenkami pagal laikrodžio rodyklę. Tai taip pat įsivaizduojama.
Toks srovių sukurtas sūkurinio lauko apibrėžimas leidžia manyti, kad kiekvienos srovės kryptis gali būti savavališka.
Nuoroda! Pristatyta lauko struktūra ir ją apibūdinantis aparatas turėtų būti atskirti nuo elektrostatinio vektoriaus E cirkuliacijos, kuri visada lygi nuliui, apeinant grandinę. Dėl to toks laukas nurodo galimas struktūras. Magnetinio lauko vektoriaus „B“ cirkuliacija niekada nėra lygi nuliui. Štai kodėl jis vadinamas „sūkuriu“.
Pagrindinės sąvokos
Pagal nagrinėjamą įstatymą, magnetiniams laukams apskaičiuoti naudojamas šis supaprastintas metodas. Bendra srovė pavaizduota kaip kelių komponentų, tekančių per paviršių, uždengtą uždaru kontūru L, suma. Teorinius skaičiavimus galima apibūdinti taip:
- Bendra elektros srovė, tekanti grandinėmis Σ I, yra vektorių I1 ir I2 suma.
- Šiame pavyzdyje, norėdami jį nustatyti, naudokite formulę:
ΣI = I1 - I2 (minusas prieš antrą kadenciją reiškia, kad srovių kryptys yra priešingos). - Jie, savo ruožtu, nustatomi pagal elektrotechnikos žinomus įstatymus (taisyklė) gimnastika.
Magnetinis laukas išilgai kontūro apskaičiuojamas remiantis skaičiavimais, gautais specialiais metodais. Norint jį surasti, reikia integruoti šį parametrą per L, naudojant Maksvelo lygtį, pateiktą vienoje iš formų.Tai gali būti taikoma diferencine forma, tačiau tai šiek tiek apsunkins skaičiavimus.
Supaprastintas integruotas požiūris
Jei naudosime diferencijuotą vaizdavimą, išreikšti bendrą dabartinį įstatymą supaprastinta forma bus labai sunku (tokiu atveju į jį reikia įvesti papildomų komponentų). Pridedame tai, kad grandinėje judančių srovių sukuriamas magnetinis sūkurinis laukas šiuo atveju nustatomas atsižvelgiant į šališkumo srovę, kuri priklauso nuo elektros indukcijos kitimo greičio.
Todėl praktikoje TOE populiaresnis yra pilnų srovių formulių pateikimas sumuojant mikroskopiškai mažus grandinės segmentus su juose sukurtais sūkurinių laukų pavidalu. Šis metodas apima integruotos Maksvelio lygties taikymą. Kai jis įgyvendinamas, kontūras padalijamas į mažus segmentus, kurie pirmojo aproksimavimo metu laikomi tiesiais (pagal įstatymą daroma prielaida, kad magnetinis laukas yra vienalytis). Ši reikšmė, žymima kaip Um, esant vakuuminio magnetinio lauko vientisai ilgio ΔL sekcijai, apibrėžiama taip:
Um = HL * ΔL
Bendras įtampa išilgai viso kontūro L, pateiktas trumpai vientisos formos, apskaičiuojamas pagal šią formulę:
UL = Σ HL * ΔL.
Bendros vakuumo srovės dėsnis
Galutine forma, parengta pagal visas integracijos taisykles, bendrosios srovės dėsnis atrodo taip. Vektoriaus „B“ cirkuliacija uždaroje kilpoje gali būti pavaizduota kaip magnetinės konstantos sandauga m pagal srovių kiekį:
B integralas per dL = Bl integralas per dL = m Σ Į
čia n yra bendras laidininkų, turinčių daugiašakių srovių, kurias apima psichiškai įsivaizduojama savavališkos formos grandinė L, skaičius.
Į kiekvieną srovę šioje formulėje atsižvelgiama tiek kartų, kiek ji yra visiškai uždengta šia grandine.
Galutinį gautų skaičiavimų dėl bendrosios srovės dėsnio vaizdą daro didelę įtaką terpei, kurioje veikia sukelta elektromagnetinė jėga (laukas).
Poveikis aplinkai
Svarstomų dėsnių ir laukų, veikiančių ne vakuume, o magnetinėje terpėje, santykiai įgauna šiek tiek kitokią formą. Tokiu atveju, be pagrindinių srovės komponentų, įvedama ir mikroskopinių srovių, kylančių, pavyzdžiui, magnete arba bet kokioje panašioje medžiagoje, srovė.
Būtinas ryšys išvedamas iš teoremos apie vektoriaus magnetinės indukcijos cirkuliaciją B. Paprasčiau tariant, ji išreiškiama šia forma. Bendra vektoriaus B vertė, kai jis yra integruotas per pasirinktą grandinę, yra lygi makro srovių, kurias ji apima, sumai, padaugintai iš magnetinės konstantos koeficiento.
Dėl to „B“ formulė medžiagoje nustatoma taip:
B integralas per dL = Bl integralas per dL = m(Aš+Aš1)
kur: dL yra atskiras grandinės elementas, nukreiptas išilgai jo aplinkkelio, Bl yra komponentas, esantis liestinės kryptimi savavališkame taške, bI ir I1 yra laidumo srovė ir mikroskopinė (molekulinė) srovė.
Jei laukas veikia aplinkoje, kurią sudaro savavališkos medžiagos, reikia atsižvelgti į šioms struktūroms būdingas mikroskopines sroves.
Šie skaičiavimai galioja ir solenoide ar bet kurioje kitoje terpėje, turinčioje ribotą magnetinį pralaidumą, sukuriamo lauko.
Nuoroda
Išsamiausioje ir išsamiausioje GHS matavimo sistemoje Oersteds (E) parodytas magnetinio lauko stipris. Kitoje egzistuojančioje sistemoje (SI) jis išreiškiamas amperais už metrą (A / metras). Šiandien oerstedą pamažu keičia patogesnis eksploatuojamas įrenginys - amperas metrui.Verčiant matavimų ar skaičiavimų rezultatus iš SI į GHS, naudojamas toks santykis:
1 E = 1000 / (4π) A / m ≈ 79,5775 Amperas / metras.
Baigiamojoje apžvalgos dalyje pažymime, kad nesvarbu, kokia būtų vartojama pilnųjų srovių įstatymo formuluotė, jos esmė išlieka nepakitusi. Jo paties žodžiais, tai galima pavaizduoti taip: jis išreiškia ryšį tarp srovių, prasiskverbiančių į šią grandinę, ir medžiagoje sukuriamų magnetinių laukų.
Galiausiai mes rekomenduojame pažiūrėti naudingą vaizdo įrašą straipsnio tema:
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
