一、磁場對通電直導體的作用
通電導體周圍存在磁場,將通電導體放入磁場中,根據磁體間的相互作用,它會受到磁場的磁力作用。
1、通電直導體受到均勻磁場作用力的方向,可用左手定則來判斷。2、通電直導體在均勻磁場中受力大小的計算公式為F=BILsinα。式中
B為均勻磁場的磁感應強度,T;
I為導體中的電流強度,A;
L為導體在磁場中的長度,m;
α為導體與磁力線的夾角;
F為導體受到的磁力,N。
3、導體與磁力線平行時,α=0°,sinα=0。F=0,說明導體不受磁場的作用。
導體與磁力線垂直時,α=90°,sinα=1。Fm=BIL,是導體與磁力線垂直時受到的最大磁力。
二、磁場對通電線圈的作用
磁場對通電導體有作用力,因此對通電線圈也有作用力。
1、如下圖所示:在磁感應強度為B的均勻磁場中,放一矩形通電線圈abcd,ab和dc與磁力線平行不受力;ad和bc與磁力線垂直,根據左手定則可知ad和bc受力方向構成一對力偶。線圈在力矩的作用下將繞軸線作順時針方向旋轉。
2、線圈的轉動力距為M=BIS,式中
B為磁感應強度,T;
I為流過線圈的電流,A;
S為線圈的面積,m2;
M為電磁轉矩,N.m。
3、如上圖b,當線圈平面與磁力線夾角為α時,線圈受到的轉矩M=BⅠScosα。線圈平面與磁力線平行時,α=0°,cosα=1。線圈受到的轉矩最大。
線圈與磁力線垂直時,α=90°,cosα=0。線圈受到的轉矩為零。
三、通電導體之間的相互作用
通電導體周圍存在磁場,因此兩根平行直導體通過電流時,它們之間也有電磁力。
1、如下圖所示:
兩根平行導體中電流方向相同時是吸引力,電流方向相反時是排斥力。
2、兩根平行直導體之間的作用力大小計算公式為F=μ0I1I2/2πd*L。式中μ0為真空磁導率;
I1、I2為通過導體的電流,A;
d為導體間的距離,m;
L為平行直導體的長度,m;
F為兩平行直導體間的電磁力,N。
3、當電路中發生短路故障時,導體中通過的短路電流極大,導體間的相互作用力極大,以致造成配電裝置和電氣設備的絕緣破壞和機械損傷。由兩根平行直導體間相互作用力的計算公式可知,恰當選擇支點距離和母線間隔距離可以防止平行母線間過大的電磁力。
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