Как взаимодействуют параллельные токи
- Взаимодействие проводников с током
- Закон Ампера
- Формула для расчета силы взаимодействия
- Увеличение силы взаимодействия
- Мощность и электромагниты
Взаимодействие проводников с током
Если электрический ток проходит через проводник, вокруг него возникает магнитное поле. При наличии другого проводника с током возможно взаимодействие между магнитными полями обоих проводников.
Закон Ампера
Характер взаимодействия двух параллельных проводников с током определяется направлением тока в каждом из них. Когда направление тока одинаковое, проводники отталкиваются, а при противоположных направлениях - притягиваются. Закон Ампера определяет силу взаимодействия и зависит от длины проводников, расстояния между ними и токов, протекающих через них.
Формула для расчета силы взаимодействия
Для расчета силы взаимодействия проводников с током используется формула, в которой присутствует магнитная постоянная (μ0). Константа μ0 равна 1,26*10-6 и умножается на произведение токов в проводниках, их длину, а затем делится на расстояние между проводниками и 2π. Если данные о токах, длине и расстоянии измерены в амперах, метрах и метрах соответственно, то сила будет выражена в ньютонах.
Увеличение силы взаимодействия
Для получения значительных сил взаимодействия при малых токах используют несколько параллельно расположенных проводников, через которые токи идут в одном направлении. Также, для увеличения силы, к проводникам можно добавить ферромагнитные сердечники, которые имеют магнитную проницаемость. Оба приема не нарушают закон сохранения энергии.
Мощность и электромагниты
В статическом состоянии, сила взаимодействия проводников не производит работу, а вся мощность, потребляемая электромагнитом, рассеивается в виде тепла. Электромагниты способны предотвратить открывание двери силой до 20 тысяч ньютонов, потребляя всего несколько ватт. В динамическом состоянии мощность, выделяемая электромагнитом, всегда меньше электрической мощности, и разница между ними уходит на нагрев.
