Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Poznati mnogim subjektima pod nazivom "Elektrotehnika" sadrži u svom programu niz temeljnih zakona koji određuju principe fizičke interakcije za magnetsko polje. Oni proširuju svoje djelovanje na različite elemente električnih uređaja, kao i na strukture i okruženja koja su dio njih. Fizika procesa koji se odvijaju u njima odnosi se na osnovne pojmove kao što je protok struje i polje. Zakon ukupne struje uspostavlja vezu između kretanja električnih naboja i magnetskog polja koje on stvara (točnije, njegov intenzitet). Moderna znanost tvrdi da se njezina uporaba proteže na gotovo sva okruženja.
Suština zakona
Zakon koji se razmatra, primjenjiv u magnetskim krugovima, određuje sljedeći kvantitativni odnos između njegovih sastavnih komponenti. Cirkulacija vektora magnetskog polja duž zatvorene petlje proporcionalna je zbroju struja koje ga prodiru. Da bismo razumjeli fizičko značenje zakona ukupne struje - morate se upoznati s grafičkim prikazom procesa koje je on opisao.
Iz slike se može vidjeti da oko dva vodiča s strujama I1 i I2 koji teče kroz njih tvore polje omeđeno konturom L. Uvodi se kao mentalno predstavljena zatvorena figura čiji ravnina prodire u vodiče s pokretnim nabojem. Jednostavno rečeno, ovaj se zakon može izraziti na sljedeći način. Ako postoji više struja struje kroz mentalnu zamišljenu površinu pokrivenu L sklopom, magnetsko polje s danom raspodjelom intenziteta formira se unutar njegovih granica.
Za pozitivan smjer kretanja vektora u skladu sa zakonom za konturu magnetskog kruga odabire se pomicanje u smjeru kazaljke na satu. Također je mentalno zamišljena.
Ta definicija vrtložnog polja koju stvaraju struje sugerira da smjer svake struje može biti proizvoljan.
Za referencu! Struktura polja za unos i uređaj koji je opisuje treba se razlikovati od kruženja elektrostatičkog vektora "E", koji je uvijek nula pri hodu oko kruga. Kao posljedica toga, ovo se područje odnosi na potencijalne strukture. Cirkulacija vektora "B" magnetskog polja nikad nije nula. Zato se naziva "vrtlog".
Osnovni pojmovi
Sukladno zakonu o kojem se radi, za izračun magnetskih polja koristi se sljedeći pojednostavljeni pristup. Ukupna struja prikazana je kao zbroj nekoliko komponenti koje prolaze kroz površinu pokrivene zatvorenim krugom L. Teoretski izračuni mogu se prikazati kako slijedi:
- Ukupni električni tok koji prodire u uzgajivačnice Σ I je vektorski zbroj I1 i I2.
- U ovom primjeru formula se koristi za određivanje:
ΣI = I1-I2 (minus prije drugog termina znači da su smjerovi struja suprotni). - Oni su, zauzvrat, određeni zakonom (pravilo) koje je poznato u elektrotehnici.
Jakost magnetskog polja uzduž konture izračunava se na temelju dobivenih izračuna posebnim metodama. Da bi ga pronašli, potrebno je taj parametar integrirati preko L, koristeći Maxwellovu jednadžbu predstavljenu u jednom od oblika, a može se primijeniti u diferencijalnom obliku, ali to će donekle zakomplicirati izračune.
Pojednostavljeni integralni pristup
Ako koristimo diferencijalnu reprezentaciju, bit će vrlo teško izraziti zakon ukupne struje u pojednostavljenom obliku (u ovom slučaju potrebno je u nju uvesti dodatne komponente). Uz to dodajte da se magnetsko vrtložno polje koje stvaraju struje koje se kreću unutar konture određuju u ovom slučaju uzimajući u obzir struju prednapona ovisno o brzini promjene električne indukcije.
Stoga je u praksi u TOE popularnije prikazivanje formula za ukupne struje u obliku zbrajanja mikroskopski malih konturnih dijelova s vrtložnim poljima stvorenim u njima. Ovaj pristup uključuje primjenu Maxwellove jednadžbe u integralnom obliku. Kod njegove primjene kontura se dijeli na male segmente, koji se u prvoj aproksimaciji smatraju pravocrtnim (prema zakonu pretpostavlja se da je magnetsko polje jednoliko). Ta se vrijednost, označena kao Um za jedan diskretni segment s duljinom ΔL magnetskog polja koja djeluje u vakuumu, definira kao:
Um = HL * ΔL
Ukupni intenzitet uzduž pune konture L, ukratko prikazan u integralnom obliku, daje se sljedećom formulom:
UL = Σ HL * ΔL.
Ukupni trenutni zakon za vakuum
U svom konačnom obliku, osmišljenom prema svim pravilima integracije, zakon ukupne struje izgleda ovako. Cirkulacija vektora "B" u zatvorenoj petlji može se prikazati kao produkt magnetske konstante m i zbroja struja:
Integral iz B preko dL = integral Bl preko dL = m Σ In
gdje je n ukupan broj vodiča s višesmjernim strujama pokrivenim mentalno predstavljenom kontu L proizvoljnog oblika.
Svaka struja uzima se u obzir u ovoj formuli onoliko puta koliko je potpuno pokrivena ovim krugom.
Na konačni oblik dobivenih proračuna za zakon ukupne struje uvelike utječe okolina u kojoj djeluje inducirana elektromagnetska sila (polje).
Utjecaj na okoliš
Odnosi za zakon struja i polja koji ne djeluju u vakuumu, već u magnetskom mediju, poprimaju nešto drugačiji oblik. U ovom slučaju, osim glavnih komponenti struje, uvodi se koncept mikroskopskih struja koje se pojavljuju u magnetu, na primjer, ili u bilo kojem sličnom materijalu.
Potreban omjer u punom obliku izveden je iz teorema o vektorskoj cirkulaciji magnetske indukcije B. U jednostavnom jeziku, izražen je u sljedećem obliku. Ukupna vrijednost vektora B kada se integrira preko odabrane konture jednaka je zbroju pokrivenih makro-struja, pomnoženog s magnetskim konstantnim faktorom.
Kao rezultat, formula za "B" u supstanci određena je izrazom:
Integral iz B preko dL = integral Bl preko dL = m ( I + I 1)
gdje je: dL diskretni konturni element usmjeren duž njegove premosnice, Bl je komponenta u smjeru tangenta na proizvoljnoj točki, bI i I1 su struja provodljivosti i mikroskopska (molekularna) struja.
Ako polje djeluje u okolini koja se sastoji od proizvoljnih materijala, treba uzeti u obzir mikroskopske struje karakteristične za te strukture.
Ovi proračuni također vrijede za polje stvoreno u solenoidu ili u bilo kojem drugom mediju s konačnom magnetskom permeabilnošću.
Za referencu
U najcjelovitijem i najsveobuhvatnijem mjernom sustavu GHS-a jačina magnetskog polja predstavljena je u Eersteds (E). U drugom operativnom sustavu (SI) izražava se u amperima po metru (A / metar). Danas se Oersted postupno zamjenjuje prikladnijom jedinicom u radu - amper po metru. Prilikom prevođenja rezultata mjerenja ili izračuna iz SI u GHS, koristi se sljedeći odnos:
1 E = 1000 / (4π) A / m ≈ 79.5775 Amper / metar.
U završnom dijelu prikaza napominjemo da bez obzira na to koja se formulacija zakona koristi ukupna struja, njezina bit ostaje nepromijenjena. Prema njegovim riječima, to se može prikazati na sljedeći način: izražava odnos između struja koje prodiru u određeni krug i magnetskih polja stvorenih u supstanci.
Konačno, preporučujemo da pogledate korisni videozapis na temu članka:
Materijali na temu:
- Što je električno polje
- Otpor vodiča u odnosu na temperaturu
- Najveća otkrića Nikole Tesle