安培定则公式
安培定则也被称为右手螺旋定则,它的表达式是df=IdL×B。下面是学习啦小编给大家整理的安培定则公式,供大家参阅!
安培定则公式
电流元I1dL1对相距r12的另一电流元I2dL2的作用力df21为:
df21=I1dL1×[(μ0/4π)(I2dL2×r21/r213)]
式中dL1、dL2的方向都是电流的方向;r21是从I2dL2指向I1dL1的径矢。
电流元之间的安培力公式可分为两部分。其一是电流元I2dL2在电流元I1dL1(即上述r21)处产生的磁场为:
dB=(μ0/4π)(I2dL2×r21/r213)
这是毕奥-萨伐尔定律。
其二是电流元I1dL1在磁场dB中受到的作用力df21为:
df=IdL×B
后者即电流元在磁场中的安培力公式。
安培定则注意事项
应用右手定则时要注意对象是一段直导线 (当然也可用于通电螺线管),而且速度v和磁场B都要垂直于导线,v与B也要垂直,右手定则能用来判断感应电动势的方向,如用右手发电机定则判断三相异步电动机转子的感应电动势 方向。产生右手定则的原因在于,电 、磁、质量 构成的三维,右手定则代表电维、磁维、质量信息梯度维在区分右手定则与左手定则的问题上,有四字口诀:左力右感。
安培定则主要应用
右手螺旋定则可以用来找到两个矢量的叉积的方向。由于这用途,在物理学里,每当叉积出现时,就可以使用右手螺旋定则。以下列出一些物理量,它们的方向可以用右手螺旋定则找出:
一个正在进行转动运动的物体,其角速度和此物体内部任何一点的转动速度。施加作用力于某位置所造成的力矩。载流导线在四周所产生的磁场。随着时间的演进而变化的电通量也会生成磁场。移动于磁场的带电粒子所感受到的洛伦兹力。移动于磁场的导体,因为动生电动势而产生的感应电流。流体在任意位置的涡度。由旋转设定的方向。对于物体或流体的旋转、磁场等等,可以使用右手螺旋定则来设定矢量。逆反过来,对于由矢量设定的旋转的案例,可以用右手定则来了解旋转的转动方式。右手螺旋定则 可以用于安培定律的两种互补应用方法。
安培右手螺旋定则:将右手的大拇指指向电流方向,再将其它四根手指握紧电线,则弯曲的方向决定磁场的方向。螺线管载有的电流,会产生磁场。使用右手螺旋定则,可以判断磁场方向。将右手握住螺线管,四根手指朝着电流方向指去,然后将大拇指沿着螺线管的中心轴伸直,则磁场的方向即为大拇指所指的方向。右手螺旋定则也可以用来辨明一条电线四周磁场的方向。对于这用法,右手螺旋定则称为“安培右手螺旋定则 ”,或“安培定则 ”。如右图所示,假若将右手的大拇指朝着电线的电流方向指去,再将其它四根手指握紧电线,则四根手指弯曲的方向为磁场的方向。
在矢量微积分里,右手螺旋定则被用来定义面积矢量和其边界矢量之间的关系:将四根手指指向边界矢量的方向,大拇指为面积矢量的方向。
安培定则简化方法
根据安培定则,我们知道,当右手除大拇指的手指手指是线圈的电流方向时,大拇指指向的就是N极。简化过后就是:将螺线管中的电流方向逆时针旋转90°,就是此螺旋管的N极。还有另一种方法,是安培定则的一种转换后的方法,我们暂且将它称之为pSqN法。
pSqN法定义:从螺线管的螺旋口处看螺线管,如果形状是字母p状,那么螺旋管的正极就是S极;如果形状是q状,那么螺线管正极就是N极。为方便记忆,pSqN可以只记忆p-S的对应关系,PS本身是大家所熟悉的图形编辑软件Photoshop的简称,在大量使用后,现在也广泛成为了一个熟知的动词。
解释:先寻找螺线管的正极,也就是它的电流进入处;然后将螺线管旋转过来,看螺线管的旋口处;这时我们可以发现,旋口处的导线缠绕出来的形状,会很像小写字母p或小写字母q;如果形状是p,那么螺线管的正极处就是S极,如果形状是q,那么螺线管的正极处就是N极。这就是一种螺线管的判定方法pSqN法。
逆定理:观察螺线管的螺旋口,如果是p状,那么S极处,便是这个螺线管的正极;如果是q状,那么N极处,便是这个螺线管的正极。
pSqN法适合于学生做题时不靠手在大脑中快速判定螺线管的正负极与N、S极的对应关系。当然,为确保万一,在做题时使用安培定则则可以更安全、保证无错误。
安培定则定义
直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成多段小直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的,环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出,直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用,这时电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。
在H.C.Oersted电流磁效应实验及其他一系列实验的启发下,A.-M.安培认识到磁现象的本质是电流,把涉及电流、磁体的各种相互作用归结为电流之间的相互作用,提出了寻找电流元相互作用规律的基本问题。为了克服孤立电流元无法直接测量的困难,安培精心设计了4个示零实验并伴以缜密的理论分析,得出了结果。
但由于安培对电磁作用持超距作用观念,曾在理论分析中强加了两电流元之间作用力沿连线的假设,期望遵守牛顿第三定律(两个物体之间的作用力和反作用力,总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。),使结论有误。上述公式是抛弃错误的作用力沿连线的假设,经修正后的结果。应按近距作用观点理解为,电流元产生磁场,磁场对其中的另一电流元施以作用力。 此定则的发现使人类更进一步的掌握了电学原理,为现代社会科技提供了理论基础。安培定律与库仑定律相当,是磁作用的基本实验定律,它决定了磁场的性质,提供了计算电流相互作用的途径。右手螺旋定则:1、假设用右手握住通电导线,大拇指指向电流方向,那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向。2、假设用右手握住通电螺线管,弯曲的四指指向电流方向,那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向。
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