CCI20111111038

3.5. Wzajemne oddziaływanie elektrodynamiczne przewodów

wiodących prądy

Pola magnetyczne dwu przewodów lub cewek, przez które płynie prąd, oddziałują na siebie. Stwierdzono przy tym, że oddziaływanie to przejawia się w postaci;

a)    przyciągania się przewodów równoległych, przez które przepływają prądy o tym samym zwrocie,

b)    odpychania się przewodów równoległych, przez które przepływają prądy o różnych zwrotach,

c)    dążenia dwóch przewodów skrzyżowanych, przez które płyną prądy, do ustawienia się równoległego tak, aby zwroty prądu w nich były jednakowe (rys. 3-9).

b)    $

Rys. 3-9. Wzajemne oddziaływanie przewodów wiodących prądy

Wartość siły wzajemnego oddziaływania wyraża się zależnością

(3-11)

gdzie: F — siła w niutonach, l_x, 1₂ — prądy w przewodach w A, a — odstęp przewodów w m, I — długość przewodów w m.

Jeżeli przewody znajdują się w powietrzu, to możemy przyjąć

Vs

przenikalność magnetyczną ą = ą₀ = 1,25 • 10 ⁶    .

Siłę wzajemnego oddziaływania wygodniej jest obliczać w odniesieniu do jednostki długości (1 = 1 m) równolegle położonych

2n-F₀-a

(3-12)

(h = h=I)

skąd

Zależność ta posłużyła do określenia praktycznej jednostki natężenia prądu elektrycznego w układzie SI: „amper jest natężeniem prądu elektrycznego nie ulegającego żadnym zmianom, który przepływając w dwóch przewodach równoległych, prostoliniowych o długości nieskończonej, o przekroju okrągłym, znikomo małym, umieszczonych w próżni w odległości jednego metra od siebie, wytwarza między tymi przewodami siłę równą 2•10^-7 niutonów na każdy metr długości przewodu”.

Przykład 3.2. Dwa długie przewody równoległe są wspierane przez izolatory w odstępach co 3 m. Odległość między tymi przewodami wynosi 20 cm. Natężenie prądiu w obu przewodach jest jednakowe i równe 10 000 A. Obliczyć siłę działającą na izolator, czyli na długości przewodów 3 m.

— 300 N

1,25- 10-6---io OOO^sA²-3m

Am

2-3,14-0,20 m

Gdyby cewka pierścieniowa bez rdzenia przedstawiona na rys. 3-8 została umieszczona w próżni (praktycznie osiągnie się prawie ten sam skutek przez umieszczenie cewki w powietrzu), to — znając wytworzone w cewce natężenie pola H — wartość indukcji magnetycznej w próżni B można wyznaczyć z zależności

B = ix₀H

Jeżeli następnie wykona się taką samą cewkę, tzn. o tej samej liczbie zwojów i tych samych wymiarach, ale nawiniętą na rdzeniu

77