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磁場對電流的作用(電磁力公式及方向確定法左手定則)講解

實驗表明,通電導體放在磁場中要受到磁場力的作用,這個力被稱為電磁力。

電磁力公式

磁場的電磁力的大小與磁感應強度、導體內的電流、導體的長度以及電流與磁場方向間的夾角都有關系,在均勻磁場中,他們之間的關系可用以下公式表示為F=BILsinaθ:

電磁力公式

上面的公式就是電磁力公式,式中各個參數分表代表的含義是:

  • F:表示導體在磁場中所受的電磁力,單位(N)
  • B:表示磁場的磁感應強度,單位(T,簡稱“特”)
  • I:表示導體內的電流,單位(A)
  • L:表示磁場中的導體長度,單位(m)
  • θ:表示磁感應強度方向與電流方向的夾角,θ念做“西塔”

由上面電磁力公式可看到,當磁感應強度方向與電流方向垂直時(θ=π÷2時),此時通電導體在磁場中受到的電磁力最大,如果磁感應強度的方向與電流方向平行是(θ=0°或θ=180°),通電導體在磁場中所受的電磁力為零。

電動機的通電線圈在磁場中之所以能夠轉動,就是載流導體受到電磁力的作用的緣故。

電磁力方向確定法:左手定則

左手定則

通電導體在磁場中所受的電磁力方向電流方向磁場方向有關。三者之間的關系可用左手定則確定,如右圖所示。左手定則的確定方法如下:

將左手伸開,讓磁力線穿過掌心,四指代表電流方向,則張開的大拇指指向就表示電磁力的方向。

在使用左手定則時應注意,伸開的左手,其拇指和其余四指應相互垂直并在一個平面內。

磁場對載流導體的作用

磁場對電流的作用作為磁場對載流導體受作用的例子,把兩根載流直導線平行放在一起,實驗表明,如果兩直線所流過的電流方向相同,則相互吸引,反之,如果兩載流導線流過的電流方向相反,則相互排斥。

出現這一現象的原因是:兩根載流直導線要收到彼此的電磁力的作用,此電磁力的方向可由左手定則判定(如右圖所示)。

上述現象很有實際意義,發電廠、變電站、工廠的配電室的母線排(匯流排),便是相互平行的載流直導線。為了使母線有足夠的機械強度,常常每隔一定距離安裝一絕緣支柱,以防止發生短路時過大的短路電流所產生的巨大電磁力所引起的破壞作用。此外,電動式測量儀表也是根據通電導體在磁場中受電磁力的原理而工作的。

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