ВРАЩЕНИЕ РАМКИ С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

(принцип работы электродвигателя).

 

Если по проволочной рамке в магнитное поле пропустить эл ток, то рамка (контур с током) вращается. Это явление лежит в основе работы электродвигателя.

 

 

Рисунок 1.

 

 

Вращение рамки происходит вследствие действия силы Ампера на проводник с током.

 

1. Магнитный момент контура с током.

 

Магнитный момент

 

. (8)

 

- сила тока в контуре, - площадь поверхности, охватываемой контуром.

 

– вектор, направленный перпендикулярно поверхности контура (по «нормали» к его поверхности) и связанный с направлением тока в нем правилом правого винта.

Рис.3, а).

 

Рис.3, б) Рис.3, в)

 

 

2. Вращающий (крутящий) момент , действующий на рамку с током.

 

 

 

 

 

Сила Ампера, действующая на правую сторону рамки:

 

= .

 

Такая же сила действует на левую сторону рамки.

 

Две силы, равные по величине и противоположно направленные, создают вращающий момент

 

,

 

который стремится развернуть плоскость рамки перпендикулярно полю.

 

Т.к. , , то

 

.

 

- площадь контура (рамки).

 

- магнитный момент контура с током.

 

, (9)

 

- угол между нормалью к плоскости рамки и вектором магнитной индукции (то есть угол между магнитным моментом и вектором ).

 

Через векторное произведение:

 

= .

 

Если рамка расположена вдоль поля, то вращающий момент максимален. = .

Если рамка перпендикулярна полю, то .

 

 

Пара сил стремится установить рамку перпендикулярно силовым линиям поля.