磁场对载流导线的作用

2015-10-13 07:37| 编辑:电工学习网| 查看: 10409| 评论: 0

一安培力

1.安培力：

，写成矢量式：

。
此式既是一个电流元Idl在外磁场B中受力的基本规律，又是定义磁感应强度B的依据。

二平行无限长直导线间的相互作用

　　　　　　　　　　

如图：设两导线的垂直距离为d，其中电流强度分别为I1，I2，电流方向相同,在导线CD上任取电流元I2dl2，其受力dF₂ =B₁I₂dl₂ 又因为

,且在导线CD中每一电流元受力方向相同，故其每单位长度所受力为：

　方向:垂直CD指向AB。
同理在导线AB中每单位长度所受力为

：方向: 垂直AB指向CD，故两导线相互吸引。
同样可证明当两导线电流方向相反时则两导线相互相斥。

三电流电位的规定
在真空中有两根平行的长直导线，它们之间相距1m，两导线上电流的流向相同、大小相等。当两导线每单位长度上的吸引力为

时，导线中流有的电流定义为1A。

四矩形载流线圈在均匀磁场中所受的力矩
在均匀磁场中，有一刚性矩形载流线圈abcd，它的边长分别为l1和l2，电流为I。设

的方向（电流绕行方向的右手螺旋方向）与B方向之间的夹角为

。
　　　　　　　

对于导线ad段和bc段，作用力的大小相等、方向相反，并且在同一直线上，所以它们的合力及合力矩都为零。而导线ab段和cd段所受磁场作用力的大小则分别为:

。
这两个力大小相等、方向相反，但不在同一直线上，因此磁场作用在线圈上的磁力矩的大小为:
　　　　

考虑线圈的磁矩，则上式矢量表示为:

如果线圈有N匝，那么其所受的磁力矩应为：

考虑下述几种特殊情况：
（1）当

时，线圈平面与B垂直，

，此时线圈处于稳定平衡状态；
（2）当

时，线圈平面与B平行，

；
（3）当

时，线圈平面与B垂直，但载流线圈

的方向与B的方向相反，M=0，此时线圈是处于不稳定平衡状态。
　　　　　　　　

　　　　　　　　　　不稳定平衡状态　　　　　　　　稳定平衡状态

总之，磁场对载流线圈作用的磁力矩，总是使磁矩M转到磁感强度B的方向上。

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