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磁场对电流的作用(电磁力公式及方向确定法左手定则)讲解

2013.10.16 20:13 评论:0

实验表明,通电导体放在磁场中要受到磁场力的作用,这个力被称为电磁力。

电磁力公式

磁场的电磁力的大小与磁感应强度、导体内的电流、导体的长度以及电流与磁场方向间的夹角都有关系,在均匀磁场中,他们之间的关系可用以下公式表示为F=BILsinaθ:

电磁力公式

上面的公式就是电磁力公式,式中各个参数分表代表的含义是:

  • F:表示导体在磁场中所受的电磁力,单位(N)
  • B:表示磁场的磁感应强度,单位(T,简称“特”)
  • I:表示导体内的电流,单位(A)
  • L:表示磁场中的导体长度,单位(m)
  • θ:表示磁感应强度方向与电流方向的夹角,θ念做“西塔”

由上面电磁力公式可看到,当磁感应强度方向与电流方向垂直时(θ=π÷2时),此时通电导体在磁场中受到的电磁力最大,如果磁感应强度的方向与电流方向平行是(θ=0°或θ=180°),通电导体在磁场中所受的电磁力为零。

电动机的通电线圈在磁场中之所以能够转动,就是载流导体受到电磁力的作用的缘故。

电磁力方向确定法:左手定则

左手定则

通电导体在磁场中所受的电磁力方向电流方向磁场方向有关。三者之间的关系可用左手定则确定,如右图所示。左手定则的确定方法如下:

将左手伸开,让磁力线穿过掌心,四指代表电流方向,则张开的大拇指指向就表示电磁力的方向。

在使用左手定则时应注意,伸开的左手,其拇指和其余四指应相互垂直并在一个平面内。

磁场对载流导体的作用

磁场对电流的作用作为磁场对载流导体受作用的例子,把两根载流直导线平行放在一起,实验表明,如果两直线所流过的电流方向相同,则相互吸引,反之,如果两载流导线流过的电流方向相反,则相互排斥。

出现这一现象的原因是:两根载流直导线要收到彼此的电磁力的作用,此电磁力的方向可由左手定则判定(如右图所示)。

上述现象很有实际意义,发电厂、变电站、工厂的配电室的母线排(汇流排),便是相互平行的载流直导线。为了使母线有足够的机械强度,常常每隔一定距离安装一绝缘支柱,以防止发生短路时过大的短路电流所产生的巨大电磁力所引起的破坏作用。此外,电动式测量仪表也是根据通电导体在磁场中受电磁力的原理而工作的。