Взаимодействие токов. Сила Ампера. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле. Виток с током в магнитном поле. Принцип работы ЭД.

Даны 2 проводника, если ток течет по ним в одном направлении, они притягиваются, если в разных отталкиваются. Необходимо вычислить магнитную индукцию каждого провода на расстоянии “a”.
B1 = μа·I1/(2π·a);
B2 = μа·I2/(2π·a)
Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот.

Под действием магнитного поля на проводник с током возникает сила Ампера:
F_A=IBlsinα (α угол между B и I).
Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так чтобы силовые линии входили в ладонь а 4 вытянутых пальца совпадали с направлением тока в проводнике то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление F_A.
Применение силы Ампера: приборы магнито-электрической системы (рамка с током в магнитном поле): амперметр, волтметр, гальванометр и т.д.

При перемещении провода с током в магнитном поле совершается механическая работа равная произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный проводом.
Работа считается положительной, если она производится силами поля и отрицательной, если она производится против сил поля.
A = F·b;
F = I·b·ℓ·sinα = I·B·ℓ; sinα = 90º;
sinα = 1; A = I·B·ℓ·b;
ℓ·b – площадь поверхности которую описал провод перемещаясь под действием силы “F”.
A = I·B·S = I·Ф;
B·S = Ф

Если свернуть проводник в спираль то получится соленоид, магнитное поле которого сильнее, направление силовых линий в нем определяется: если обхватить соленоид правой рукой так чтоб четыре пальца совпадали с направлением тока в витках, тогда большой палец покажет северный полюс соленоида, а силовые линии направлены с севера на юг.

Принцип работы ЭД:
Явление перемещения находящегося в магнитном поле проводника с током используется для создания электродвигателей.

Представим себе проводник с током, помещенный в магнитное поле, образованное магнитом с полюсами С и Ю (статор). Постоянный ток подводится через неподвижные контакты (щетки) к изогнутым пластинам (коллекторы), припаянным к концам проводника. Если направление тока в витке будет А, то левая часть проводника переместится вниз, а правая — вверх. При этом пластины коллектора поменяются местами, так что направление тока в проводнике не изменится, и проводник сделает следующий поворот. Таким образом, весь виток вместе с коллектором начнет вращаться против часовой стрелки. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока к витку (ротору) подводится постоянный ток.
В реальных конструкциях электродвигателей ротор выполняется из нескольких десятков таких витков на железном сердечнике, а вместо одного электромагнита устанавливают несколько. Обмотки электромагнита называются обмотками возбуждения.