實驗表明,通電導(dǎo)體放在磁場中要受到磁場力的作用,這個力被稱為電磁力。
電磁力公式磁場的電磁力的大小與磁感應(yīng)強度、導(dǎo)體內(nèi)的電流、導(dǎo)體的長度以及電流與磁場方向間的夾角都有關(guān)系,在均勻磁場中,他們之間的關(guān)系可用以下公式表示為F=BILsinaθ:
上面的公式就是電磁力公式,式中各個參數(shù)分表代表的含義是:
- F:表示導(dǎo)體在磁場中所受的電磁力,單位(N)
- B:表示磁場的磁感應(yīng)強度,單位(T,簡稱“特”)
- I:表示導(dǎo)體內(nèi)的電流,單位(A)
- L:表示磁場中的導(dǎo)體長度,單位(m)
- θ:表示磁感應(yīng)強度方向與電流方向的夾角,θ念做“西塔”
由上面電磁力公式可看到,當磁感應(yīng)強度方向與電流方向垂直時(θ=π÷2時),此時通電導(dǎo)體在磁場中受到的電磁力最大,如果磁感應(yīng)強度的方向與電流方向平行是(θ=0°或θ=180°),通電導(dǎo)體在磁場中所受的電磁力為零。
電動機的通電線圈在磁場中之所以能夠轉(zhuǎn)動,就是載流導(dǎo)體受到電磁力的作用的緣故。
電磁力方向確定法:左手定則通電導(dǎo)體在磁場中所受的電磁力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。三者之間的關(guān)系可用左手定則確定,如右圖所示。左手定則的確定方法如下:
將左手伸開,讓磁力線穿過掌心,四指代表電流方向,則張開的大拇指指向就表示電磁力的方向。
在使用左手定則時應(yīng)注意,伸開的左手,其拇指和其余四指應(yīng)相互垂直并在一個平面內(nèi)。
磁場對載流導(dǎo)體的作用
作為磁場對載流導(dǎo)體受作用的例子,把兩根載流直導(dǎo)線平行放在一起,實驗表明,如果兩直線所流過的電流方向相同,則相互吸引,反之,如果兩載流導(dǎo)線流過的電流方向相反,則相互排斥。
出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是:兩根載流直導(dǎo)線要收到彼此的電磁力的作用,此電磁力的方向可由左手定則判定(如右圖所示)。
上述現(xiàn)象很有實際意義,發(fā)電廠、變電站、工廠的配電室的母線排(匯流排),便是相互平行的載流直導(dǎo)線。為了使母線有足夠的機械強度,常常每隔一定距離安裝一絕緣支柱,以防止發(fā)生短路時過大的短路電流所產(chǎn)生的巨大電磁力所引起的破壞作用。此外,電動式測量儀表也是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受電磁力的原理而工作的。