6. Сила действующая на проводник с током в магнитном поле.

На проводник с током в магнитном поле действует сила F. Эта сила тем больше, чем больше сила тока в проводнике, индукция магнитного поля В, а также часть провод­ника l, находящаяся в магнитном поле, и определяется формулой

F = ВIl sin α,

где α — угол, под которым проводник расположен к силовым ли­ниям магнитной индукции. Этот закон был установлен француз­ским физиком Ампером в 1820 г., и сила F называется силой Ампера.

Направление силы F определяется по правилу левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вы­тянутых пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление электромаг­нитной силы, действующей на проводник (рис.6.1).

Рис.6.1

У большинства электрических машин и аппаратов проводники расположены прак­тически перпендикулярно к направлению вектора магнитной индукции В. Электро­магнитная сила F, примет вид

F = BIl

На провод с током, расположенный вдоль линий магнитной индукции, маг­нитное поле не действует.

7. Э,д,с, в проводнике движущемся в магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции открыто английским физиком М.Фарадеем в 1831 г. Если внутрь цилиндрической ка­тушки, соединенной с гальванометром, вводить постоянный маг­нит, то стрелка гальванометра будет отклоняться, т. е. в катушке появится ток. При выведении магнита, стрелка снова отклонится, но в другую сторону.

Электромагнитная индукция — это явление возникновения ЭДС в контуре под действием переменного магнитного поля. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукци­онным током.

Силу, действующую на электрический заряд, движущийся в магнитном поле, называют силой Лоренца. Под действием этой силы осуществляется смещение электронов на один конец про­водника, оставляя в избытке положительные заряды на другом конце проводника, в результате чего между концами проводника возникает разность потенциалов.

Если концы проводника не замкнуты, то разность

Рис.7.1

потенциалов между ними численно равна ЭДС. При длине провода l ЭДС электро­магнитной индукции определится:

Е = Bvl.

Направление ЭДС индукции на практи­ке определяют по правилу правой руки (рис.7.1). Если расположить правую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, отогнутый под прямым углом большой палец показывал направле­ние движения проводника, то вытянутые четыре пальца покажут направление ЭДС индукции.

8. Преобразование механической энергии в электрическую (принцип действия простейшего электрического генератора).

При движении проводника под действием механической силы в магнитном поле перпендикулярно магнитным силовым линиям в нем возбуж­дается ЭДС индукции (Рис.7.1)

Е = Blv,

В электромеханических генераторах поступательное движение проводника заменяется вращательным. Замкнув проводник, по­лучим индукционный ток в цепи.

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, направление которой определяется правилом левой руки (Рис. 6.1). Применив это правило, убеждаемся, что сила Ампера

F = ВП

направлена навстречу механической силе, т.е является противодействующей или тормозной. По мере увеличения электрической нагрузки (увеличения тока) увеличивается и противодействующая сила. Для того чтобы сохранить равномерное движение проводника необходимо увеличивать механическую силу первичного двигателя.

Следовательно, механическая мощность первичного двигателя преобра­зуется в электрическую. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называется электрическим генератором.