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磁場對載流導(dǎo)線的作用

作者:佚名    文章來源:本站原創(chuàng)    點(diǎn)擊數(shù):    更新時(shí)間:2019/8/5
一 安培力
1.安培力:,寫成矢量式:。
此式既是一個(gè)電流元Idl在外磁場B中受力的基本規(guī)律,又是定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B的依據(jù)。

二 平行無限長直導(dǎo)線間的相互作用

          
如圖:設(shè)兩導(dǎo)線的垂直距離為d,其中電流強(qiáng)度分別為I1,I2,電流方向相同,在導(dǎo)線CD上任取電流元I2dl2,其受力dF2 =B1I2dl2 又因?yàn)?IMG align=absMiddle src="/jichu/UploadFiles_6678/201908/20190805195634531.jpg" width=65 height=41> ,且在導(dǎo)線CD中每一電流元受力方向相同,故其每單位長度所受力為:
 方向:垂直CD指向AB。
同理在導(dǎo)線AB中每單位長度所受力為:方向: 垂直AB指向CD,故兩導(dǎo)線相互吸引。
同樣可證明當(dāng)兩導(dǎo)線電流方向相反時(shí)則兩導(dǎo)線相互相斥。

三 電流電位的規(guī)定
在真空中有兩根平行的長直導(dǎo)線,它們之間相距1m,兩導(dǎo)線上電流的流向相同、大小相等。當(dāng)兩導(dǎo)線每單位長度上的吸引力為 時(shí),導(dǎo)線中流有的電流定義為1A。

四 矩形載流線圈在均勻磁場中所受的力矩
在均勻磁場 中,有一剛性矩形載流線圈abcd,它的邊長分別為l1和l2,電流為I。設(shè) 的方向(電流繞行方向的右手螺旋方向)與B方向之間的夾角為 。
       磁場對載流導(dǎo)線的作用
對于導(dǎo)線ad段和bc段,作用力的大小相等、方向相反,并且在同一直線上,所以它們的合力及合力矩都為零。而導(dǎo)線ab段和cd段所受磁場作用力的大小則分別為:。
這兩個(gè)力大小相等、方向相反,但不在同一直線上,因此磁場作用在線圈上的磁力矩的大小為:
    
考慮線圈的磁矩 ,則上式矢量表示為:
如果線圈有N匝,那么其所受的磁力矩應(yīng)為:
考慮下述幾種特殊情況:
(1)當(dāng)時(shí),線圈平面與B垂直,,此時(shí)線圈處于穩(wěn)定平衡狀態(tài);
(2)當(dāng)時(shí),線圈平面與B平行,
(3)當(dāng)時(shí),線圈平面與B垂直,但載流線圈的方向與B的方向相反,M=0,此時(shí)線圈是處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
            
          不穩(wěn)定平衡狀態(tài)         穩(wěn)定平衡狀態(tài)

總之,磁場對載流線圈作用的磁力矩,總是使磁矩M轉(zhuǎn)到磁感強(qiáng)度B的方向上。
Tags:磁場,載流導(dǎo)線,電磁學(xué)  
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