|
ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 6:25 μ.μ. | | | | Best Blogger Tips

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΜΕΤΑΞΥ ΔΥΟ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΜΕΤΑΞΥ ΔΥΟ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΩΝ ΑΓΩΓΩΝ
ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΜΕΤΑΞΥ ΔΥΟ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΩΝ ΑΓΩΓΩΝ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

   Μελετήσαμε ότι ένας ρευματοφόρος αγωγός ο οποίος βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο δέχεται δύναμη από αυτό.
Πειραματική συσκευή για την μελέτη της μαγνητικής δύναμης μεταξύ παράλληλων ρευματοφόρων αγωγών
  Επίσης ξέρουμε ότι ένας αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα δημιουργεί δικό του μαγνητικό πεδίο.
Τοποθετούμε κοντά δύο ρευματοφόρους αγωγούς.Το μαγνητικό πεδίο του ενός θα ασκεί δύναμη στον άλλον
  Τώρα τοποθετούμε κοντά δύο ρευματοφόρους αγωγούς.Το μαγνητικό πεδίο του ενός θα ασκεί δύναμη στον άλλον.

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΔΥΝΑΜΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΠΑΡΑΛΛΗΛΩΝ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

  Θεωρούμε δύο  ευθύγραμμους ρευματοφόρους αγωγούς με πολύ μεγάλο μήκος.Οι δύο αυτοί αγωγοί διαρρέονται από ομόρροπα ρεύματα I1 και Ι2 και απέχουν μεταξύ τους απόσταση r.
Θεωρούμε δύο  ευθύγραμμους ρευματοφόρους αγωγούς με πολύ μεγάλο μήκος.Οι δύο αυτοί αγωγοί διαρρέονται από ομόρροπα ρεύματα I1 και Ι2 και απέχουν μεταξύ τους απόσταση r
 Ο ένας αγωγός βρίσκεται  μέσα  στο  μαγνητικό  πεδίο που  δημιουργεί ο  άλλος αγωγός . 
Ο αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι1, δημιουργεί  μαγνητικό πεδίο που στα σημεία του δεύτερου αγωγού έχει ένταση Β1. Το μαγνητικό πεδίο Β1 ασκεί στο δεύτερο αγωγό δύναμη Laplace F
  Ο αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα Ι1, δημιουργεί, στην περιοχή που βρίσκεται ο αγωγός Ι2, μαγνητικό πεδίο Β1.
Το Β είναι κάθετο στον αγωγό
 Το Β1 είναι κάθετο στον αγωγό, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα και το μέτρο του είναι:

Β1 =μο2Ι1
4πr

  Σύμφωνα με το νόμο του Laplace, η μαγνητική δύναμη που δέχεται ένα τμήμα του δεύτερου αγωγού,μήκους lεπειδή βρίσκεται σε μαγνητικό πεδίο Β1,είναι:

     F2 =B1I2l

    Όμως λόγω της σχέσης

   Β1 =μο2Ι1
4πr

     η μαγνητική δύναμη F2 ισούται: 

F2 =μοΙ1I2 l
2πr

  Το αποτέλεσμα αυτό μπορούμε να το εκφράσουμε και ως δύναμη ανά μονάδα μήκους:

F2=μοΙ1I2
l2πr

  Από τη τελευταία σχέση μπορούμε να βγάλουμε το συμπέρασμα ότι ο ένας αγωγός μέσω του μαγνητικού του πεδίου, ασκεί στον άλλο αγωγό δύναμη F2. 

Σύμφωνα όμως, με το νόμο δράσης - αντίδρασης και ο άλλος αγωγός, μέσω του πεδίου του, ασκεί στον αγωγό μία ίσου μέτρου και αντίθετης φοράς
   Σύμφωνα όμως, με το νόμο δράσης - αντίδρασης και ο άλλος αγωγός, μέσω του πεδίου του,ασκεί στον αγωγό μία ίσου μέτρου και αντίθετης φοράς δύναμη F1.
   Δηλαδή: 

                                                        F2 = -F1

  Με τον κανόνα των τριών δακτύλων, βρίσκουμε ότι η δύναμη F2 κατευθύνεται προς τον πρώτο αγωγό.Με ανάλογο τρόπο βρίσκουμε και τη δύναμη Fπου ασκεί ο δεύτερος αγωγός σε τμήμα μήκους l του πρώτου.
Με τον κανόνα των τριών δακτύλων, βρίσκουμε ότι η δύναμη F2 κατευθύνεται προς τον πρώτο αγωγό
 Η δύναμη αυτή είναι αντίθετη της F2. Όταν λοιπόν οι αγωγοί διαρρέονται από ομόρροπα ρεύματα έλκονται. Όταν τα ρεύματα είναι αντίρροπα οι αγωγοί απωθούνται.
Παράλληλοι αγωγοί που διαρρέονται από από ρεύματα που έχουν  την ίδια φορά έλκονται
   Επομένως:
   Παράλληλοι αγωγοί που διαρρέονται από από ρεύματα που έχουν  την ίδια φορά έλκονται, ενώ παράλληλοι αγωγοί που διαρρέονται από ρεύματα που έχουν αντίθετη φορά απωθούνται.
Παράλληλοι αγωγοί που διαρρέονται από ρεύματα που έχουν αντίθετη φορά απωθούνται
  Το μέτρο της δύναμης με την οποία έλκονται ή απωθούνται δίνεται από τη σχέση:


F =μοΙ1I2 l
2πr

   
   Όμως γνωρίζουμε ότι Κμ0/4π=10-7 Ν/Α2
   Συνεπώς η τελευταία σχέση μπορεί να γραφτεί και ως εξής: 

F =kμ1I2 l
r

   
ΟΡΙΣΜΟΣ ΘΕΜΕΛΙΩΔΟΥΣ ΜΟΝΑΔΑΣ AMPERE ΣΤΟ ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ

  Με τη δύναμη μεταξύ παράλληλων ρευματοφόρων αγωγών  μπορούμε να ορίσουμε τη μονάδα έντασης ηλεκτρικού ρεύματος το ampere, ως εξής:
Με τη δύναμη μεταξύ παράλληλων ρευματοφόρων αγωγών  μπορούμε να ορίσουμε τη μονάδα έντασης ηλεκτρικού ρεύματος το ampere
    Το μέτρο της δύναμης είναι:  


F =kμ1I2 l
r

   Στην τελευταία σχέση βάζουμε Κμ0/4π=10-7 Ν/Α2,Ι=1Α,l=1m r=1m. Τότε βρίσκουμε F =2x10-7 Ν.
Ορισμός θεμελιώδους μονάδας ampere στο Διεθνές Σύστημα
  Συνεπώς για τη μονάδα έντασης ηλεκτρικού ρεύματος το ampere προκύπτει ο ορισμός:
   είναι η ένταση του σταθερού ρεύματος που όταν διαρρέει καθένα από δύο ευθύγραμμους παράλληλους αγωγούς απείρου μήκους,οι οποίοι βρίσκονται στο κενό και σε απόσταση  r=1m μεταξύ τους,τότε σε τμήμα μήκους l =1m ο ένας ασκεί στον άλλο δύναμη  F =2x10-7 Ν.




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ------------ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π.------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ------------ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 ------------ Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 ------------ Email : sterpellis@gmail.com

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π. ------------------------------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 Email : sterpellis@gmail.com