Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Oboznámený s mnohými predmetmi s názvom "Elektrotechnika" obsahuje vo svojom programe rad základných zákonov, ktoré určujú princípy fyzikálnej interakcie pre magnetické pole. Svoju činnosť rozširujú na rôzne prvky elektrických zariadení, ako aj na štruktúry a prostredia, ktoré sú ich súčasťou. Fyzika procesov, ktoré sa v nich vyskytujú, sa týka takých základných pojmov, ako je prúd elektriny a pole. Zákon celkového prúdu vytvára vzťah medzi pohybom elektrických nábojov a ním vytvoreným magnetickým poľom (presnejšie jeho intenzitou). Moderná veda tvrdí, že jej použitie sa vzťahuje takmer na všetky prostredia.
Podstata zákona
Posudzovaný zákon, uplatniteľný v magnetických obvodoch, určuje nasledujúci kvantitatívny vzťah medzi jeho zložkami. Cirkulácia vektora magnetického poľa pozdĺž uzavretej slučky je úmerná súčtu prúdov, ktoré do neho prenikajú. Ak chcete pochopiť fyzický význam zákona celkového prúdu - musíte sa oboznámiť s grafickým znázornením ním opísaných procesov.
Z obrázku je zrejmé, že okolo dvoch vodičov s prúdmi Il a I2, ktoré cez ne prúdia, vytvára pole ohraničené kontúrou L. Zavádza sa ako mentálne znázornený uzavretý obrázok, ktorého rovina preniká vodičmi s pohyblivými nábojmi. Jednoducho povedané, tento zákon môže byť vyjadrený nasledovne. Ak existuje niekoľko prúdov elektriny cez mentálne predstavený povrch pokrytý obvodom L, magnetické pole s daným rozložením intenzity sa vytvára v rámci jeho hraníc.
Pre kladný smer pohybu vektora podľa zákona pre obrys magnetického obvodu sa zvolí pohyb v smere hodinových ručičiek. Je to aj mentálne predstavené.
Táto definícia vírového poľa vytvoreného prúdmi naznačuje, že smer každého prúdu môže byť ľubovoľný.
Pre referenciu! Štruktúra vstupného poľa a zariadenie, ktoré ho opisuje, by sa mali odlišovať od cirkulácie elektrostatického vektora "E", ktorý je vždy nulový pri chôdzi po okruhu. V dôsledku toho sa táto oblasť týka potenciálnych štruktúr. Cirkulácia vektora "B" magnetického poľa nie je nikdy nulová. Preto sa nazýva "vír".
Základné pojmy
V súlade s príslušným zákonom sa na výpočet magnetických polí používa nasledujúci zjednodušený prístup. Celkový prúd je vyjadrený ako súčet niekoľkých zložiek prúdiacich cez povrch, ktorý je uzavretý uzavretým okruhom L. Teoretické výpočty je možné vyjadriť nasledovne:
- Celkový elektrický tok prenikajúci do chovateľských staníc Σ I je vektorový súčet I1 a I2.
- V tomto príklade sa na jeho určenie použije vzorec:
ΣI = I1-I2 (mínus pred druhým výrazom znamená, že smery prúdov sú opačné). - Sú zase určené zákonom (predpisom), ktorý je známy v elektrotechnike.
Intenzita magnetického poľa pozdĺž obrysu sa vypočíta na základe získaných výpočtov špeciálnymi metódami. Aby sme to zistili, je potrebné tento parameter integrovať do L pomocou Maxwellovej rovnice prezentovanej v jednej z foriem, ktorá sa dá aplikovať v diferenciálnej forme, čo však komplikuje výpočty.
Zjednodušený integrovaný prístup
Ak použijeme diferenciálnu reprezentáciu, bude veľmi ťažké vyjadriť zákon o celkovom prúde v zjednodušenej forme (v tomto prípade je potrebné do neho vložiť ďalšie komponenty). K tomu sa pridáva, že magnetické vírové pole vytvorené prúdmi pohybujúcimi sa v obryse sa v tomto prípade určuje s prihliadnutím na predpätý prúd v závislosti od rýchlosti zmeny elektrickej indukcie.
Preto v praxi je v TOE zastúpenie vzorcov pre celkové prúdy vo forme súčtu mikroskopicky malých vrstevníkových úsekov s vortexovými poliami, ktoré sú v nich vytvorené, populárnejšie. Tento prístup zahŕňa aplikáciu Maxwellovej rovnice v integrálnej forme. Pri jeho realizácii sa obrys delí na malé segmenty, ktoré sa v prvej aproximácii považujú za priamočiare (podľa zákona sa predpokladá, že magnetické pole je jednotné). Táto hodnota označená ako Um pre jeden diskrétny segment s dĺžkou ΔL magnetického poľa pôsobiaceho vo vákuu je definovaná ako:
Um = HL * AL
Celková intenzita pozdĺž celého obrysu L, stručne uvedená v integrálnom tvare, je daná týmto vzorcom: \ t
UL = L HL * ΔL.
Celkové platné zákony pre vákuum
Vo svojej konečnej podobe, navrhnutej podľa všetkých pravidiel integrácie, takto vyzerá zákon celkového prúdu. Cirkulácia vektora "B" v uzavretej slučke môže byť reprezentovaná ako súčin magnetickej konštanty m a súčtu prúdov:
Integrál od B nad dL = integrál Bl nad dL = m Σ In
kde n je celkový počet vodičov s viacsmernými prúdmi pokrytými mentálne znázorneným obrysom L ľubovoľného tvaru.
Každý prúd sa berie do úvahy v tomto vzorci toľkokrát, koľkokrát je plne pokrytý týmto obvodom.
Konečná podoba získaných výpočtov pre zákon celkového prúdu je vo veľkej miere ovplyvnená prostredím, v ktorom pôsobí indukovaná elektromagnetická sila (pole).
Vplyv na životné prostredie
Vzťahy pre zákon prúdov a polí, ktoré nepôsobia vo vákuu, ale na magnetickom médiu, nadobúdajú trochu inú formu. V tomto prípade sa okrem hlavných zložiek prúdu zavádza napríklad koncept mikroskopických prúdov, ktoré vznikajú napríklad v magnete alebo v akomkoľvek podobnom materiáli.
Potrebný pomer vo svojej plnej forme je odvodený z vety o vektorovom obehu magnetickej indukcie B. V jednoduchom jazyku je vyjadrený v nasledujúcej forme. Celková hodnota vektora B, keď sa integruje cez vybraný obrys, sa rovná súčtu makroprúdov, na ktoré sa vzťahuje, vynásobených faktorom magnetickej konštanty.
Výsledkom je, že vzorec pre "B" v látke je určený výrazom: \ t
Integrál od B nad dL = integrál Bl nad dL = m ( I + I 1)
kde: dL je diskrétny obrysový prvok nasmerovaný pozdĺž jeho obtoku, Bl je komponent v smere dotyčnice v ľubovoľnom bode, b1 a I1 sú prúdom vedenia a mikroskopickým (molekulárnym) prúdom.
Ak pole pôsobí v prostredí pozostávajúcom z ľubovoľných materiálov, je potrebné vziať do úvahy mikroskopické prúdy charakteristické pre tieto štruktúry.
Tieto výpočty platia aj pre pole vytvorené v solenoide alebo v akomkoľvek inom médiu s konečnou magnetickou permeabilitou.
Pre informáciu
V najkomplexnejšom a najkomplexnejšom systéme merania GHS je intenzita magnetického poľa reprezentovaná v oersteds (E). V inom operačnom systéme (SI) sa vyjadruje v ampéroch na meter (A / meter). Dnes je Oersted postupne nahradený vhodnejšou jednotkou v prevádzke - ampér na meter. Pri prekladaní výsledkov merania alebo výpočtov zo SI do GHS sa používa nasledujúci vzťah:
1 E = 1000 / (4π) A / m ≈ 79, 5775 Ampér / meter.
V záverečnej časti prehľadu uvádzame, že bez ohľadu na to, aká je formulácia zákona celkových prúdov, jeho podstata zostáva nezmenená. Podľa vlastných slov to môže byť znázornené nasledovne: vyjadruje vzťah medzi prúdmi prenikajúcimi daným okruhom a magnetickými poliami vytvorenými v látke.
Nakoniec odporúčame sledovať užitočné video na tému článku:
Materiály na túto tému:
- Čo je elektrické pole
- Odpor vodiča voči teplote
- Najväčšie objavy Nikola Teslu