Interakcia prúdov v paralelných vodičoch

Interakcia prúdov je veľmi dobre známamoderný elektrotechnický priemysel: zohľadňuje sa pri konštrukcii komplexných jadrových reaktorov ako je "Tokamak" a pri konštrukcii elektromotorov. Napríklad v tomto prípade je pozorované posunutie blízkych závitov vinutia statora na vinutie rotora. Takže pri "ťažkom" štarte výkonných strojov, keď prúd dosiahne maximálne prípustné hodnoty, môže dôjsť k poškodeniu zachytávacej cievky. V tomto prípade dochádza k magnetickému vzájomnému pôsobeniu prúdov prúdiacich cez dve rôzne vinutia. Ich rotačné magnetické polia pôsobia atraktívne na vodiče. Štúdium interakcie prúdov zvyčajne uvažuje o magnetickom type interakcie, aj keď v skutočnosti je táto téma rozsiahlejšia.

Predstavte si trojfázovú sieť na každú linkuktorá má vlastnú skupinu spotrebiteľov. Kým ich celkový odpor približne rovnaká, ako celý systém je stabilný, ale stojí podstatne narušiť rovnováhu prúdov je režim s názvom "zošikmenie fázy", ktoré môžu poškodiť zariadenie prichádza. Interakcia prúdov nastáva aj pri paralelnom zahrnutí viacerých napájacích zdrojov pre rovnaké zaťaženie. V tomto prípade, ak je fázovanie je vykonané správne, je tok prúdu medzi zdrojmi (krátko povedať), ale línií mimo fázy získaná skratu. Samozrejme, interakcia prúdov sa prejavuje rôznymi spôsobmi. Napriek tomu je najčastejšie zvyčajne zvažovať zákon Ampér.

Ak sú medzi opačnými pólmi magnetu(konštantné magnetické pole) na umiestnenie pohyblivého rámu, cez ktorý preteká prúd, bude sa otáčať do uhla určeného interakčnou silou medzi dvoma magnetickými poľami a smerom napínacích vedení. Táto sila bola definovaná a formulovaná v roku 1820 slávnym francúzskym fyzikom AM Amperom.

V súčasnosti sa používa nasledovnéznenie: keď prúd preteká tenkým vodičom umiestneným v magnetickom poli, sila dF, ktorá pôsobí na určitý drôtový segment (dl), priamo súvisí s prúdom I a vektorovým produktom dĺžky dl hodnotou magnetickej indukcie B. To znamená:

dF = (I * dl) * B,

kde F, l, B sú vektorové veličiny.

Stanovenie smeru F sa zvyčajne vykonávaveľmi jednoduchý spôsob - pravidlo ľavej ruky. V duchu ľavá ruka musí byť umiestnená tak, aby sa línia tenzia magnetickej indukcie (B) zahrnuté v otvorenej strane v uhle 90 stupňov, 4 usmerneného prstom smeru prúdu (z "+" a "-"), potom ohnutá v pravom uhle palec ukazujú Smer pôsobenia Ampere pôsobí na vodič s prúdom.

Najznámejšia sila interakcieparalelných prúdov. V skutočnosti ide o osobitný prípad všeobecného zákona. Predstavujeme dva paralelné vodiče s prúdom vo vákuu, ktorého dĺžka je nekonečná. Vzdialenosť medzi nimi je označená písmenom "r". Každý vodič (prúdy I1 a I2) vytvára okolo seba magnetické pole, takže sa vzájomne ovplyvňujú. Indukčné čiary sú kruhy.

Smer vektora magnetickej indukcie B1 je určený pravidlom vrtáka. Uvádzame vzorec:

B1 = (m0 / 4Pi) * (2 x l / r);

kde m0 je magnetická konštanta; r je vzdialenosť; Pi - 3.14.

Aplikovaním vzorca na nájdenie Ampérskej sily získame:

dF12 = (12 * dl) * Bl;

kde dF12 je sila vplyvu poľa vodiča 1 na vodič 2.

Modul pevnosti je:

dF12 = (m0 / 4Pi) * (2 x 11 * 12 / r) * dl.

Ak je dĺžka l rovná nule na jednu, potom:

F12 = (m0 / 4Pi) * (2 x 111 * I2 / r).

Toto je sila, ktorá pôsobíurčitú jednotku dĺžky drôtu s prúdom. Ak poznáte hodnotu F, je možné navrhnúť spoľahlivé elektrické stroje, ktoré zabezpečia pôsobenie sily Ampere. Používa sa tiež na výpočet hodnoty magnetickej konštanty. Je potrebné venovať pozornosť tomu, že z pravidla ľavej ruky vyplýva, že ak sa smer prúdov zhoduje, vodiče sú priťahované a inak - odpudzované.