La loi du courant total en mots simples
Le sujet que beaucoup connaissent, intitulé «Génie électrique», contient dans son programme une série de lois fondamentales définissant les principes de l'interaction physique pour un champ magnétique. Ils étendent leur effet à divers éléments des appareils électriques, ainsi qu'à leurs structures et environnements. La physique des processus qui s'y produisent se rapporte à des concepts de base tels que les courants d'électricité et les champs. La loi du courant total établit la relation entre le mouvement des charges électriques et le champ magnétique créé par celui-ci (plus précisément son intensité). La science moderne prétend que son application s'étend à presque tous les environnements.
L'essence de la loi
La loi considérée applicable dans les circuits magnétiques détermine la relation quantitative suivante entre ses composants. La circulation du vecteur champ magnétique en boucle fermée est proportionnelle à la somme des courants qui le traversent. Pour comprendre la signification physique de la loi du courant total, vous devrez vous familiariser avec la représentation graphique des processus décrits par lui.
On peut voir sur la figure qu'environ deux conducteurs avec des courants I1 et I2 les traversant, un champ est formé, limité par le circuit L.Il est présenté comme une figure fermée imaginée mentalement, dont le plan est percé de conducteurs avec des charges mobiles. En termes simples, cette loi peut être exprimée comme suit. En présence de plusieurs flux d'électricité à travers la surface imaginaire imaginaire couverte par le circuit L, un champ magnétique avec une distribution de tension donnée se forme en son sein.
Pour la direction positive du vecteur conformément à la loi pour le contour du circuit magnétique est sélectionné dans le sens horaire. C'est également imaginable.
Une telle définition du champ de Foucault créé par les courants suggère que la direction de chacun des courants peut être arbitraire.
Pour référence! La structure de champ introduite et l'appareil qui la décrit doivent être distingués de la circulation du vecteur électrostatique "E", qui est toujours égal à zéro en contournant le circuit. En conséquence, un tel champ fait référence à des structures potentielles. La circulation du vecteur "B" du champ magnétique n'est jamais nulle. C'est pourquoi il est appelé «vortex».
Concepts de base
Conformément à la loi considérée, l'approche simplifiée suivante est utilisée pour calculer les champs magnétiques. Le courant total est représenté comme la somme de plusieurs composants traversant une surface couverte par un circuit fermé L. Les calculs théoriques peuvent être représentés comme suit:
- Le flux électrique total pénétrant dans les circuits Σ I est la somme vectorielle de I1 et I2.
- Dans cet exemple, pour le déterminer, utilisez la formule:
ΣI = I1 - I2 (moins avant le deuxième terme signifie que les directions des courants sont opposées). - Ils sont à leur tour déterminés selon la loi connue en génie électrique (règle) vrille.
Le champ magnétique le long du contour est calculé sur la base des calculs obtenus par des techniques spéciales. Pour le trouver, il est nécessaire d'intégrer ce paramètre sur L en utilisant l'équation de Maxwell présentée dans l'une des formes.Il peut être appliqué sous forme différentielle, mais cela compliquera quelque peu les calculs.
Approche intégrée simplifiée
Si nous utilisons la représentation différentielle, exprimer la loi du courant total sous une forme simplifiée sera très difficile (dans ce cas, des composants supplémentaires doivent y être introduits). On ajoute à cela que le champ magnétique tourbillonnaire créé par les courants se déplaçant à l'intérieur du circuit est déterminé dans ce cas en tenant compte du courant de polarisation, qui dépend du taux de variation de l'induction électrique.
Par conséquent, dans la pratique, dans la TOE, la présentation de formules pour des courants complets sous la forme d'une sommation de petits segments microscopiques d'un circuit avec des champs de Foucault créés en leur sein est plus populaire. Cette approche implique l'application de l'équation de Maxwell sous forme intégrale. Lorsqu'il est mis en œuvre, le contour est divisé en petits segments, qui sont considérés comme simples en première approximation (selon la loi, on suppose que le champ magnétique est homogène). Cette valeur, notée Um pour une section discrète de longueur ΔL du champ magnétique agissant dans le vide, est définie comme suit:
Um = HL * ΔL
La tension totale le long du contour complet L, présentée brièvement sous forme intégrale, est trouvée par la formule suivante:
UL = Σ HL * ΔL.
La loi du courant total pour le vide
Dans sa forme définitive, établie selon toutes les règles d'intégration, la loi du courant total ressemble à ceci. La circulation du vecteur "B" en boucle fermée peut être représentée comme le produit de la constante magnétique m dans la quantité de courants:
L'intégrale de B sur dL = l'intégrale de Bl sur dL = m Σ Dans
où n est le nombre total de conducteurs à courants multidirectionnels couverts par un circuit L imaginaire de forme arbitraire.
Chaque courant est pris en compte dans cette formule autant de fois qu'il est entièrement couvert par ce circuit.
La forme finale des calculs obtenus pour la loi du courant total est fortement influencée par le milieu dans lequel la force électromagnétique induite (champ) agit.
Impact environnemental
Les relations considérées pour la loi des courants et des champs agissant non pas dans le vide, mais dans un milieu magnétique, prennent une forme légèrement différente. Dans ce cas, en plus des principaux composants de courant, le concept de courants microscopiques apparaissant dans un aimant, par exemple, ou dans tout matériau similaire, est introduit.
La relation nécessaire est entièrement dérivée du théorème sur la circulation vectorielle de l'induction magnétique B. En termes simples, elle s'exprime sous la forme suivante. La valeur totale du vecteur B lorsqu'il est intégré sur le circuit sélectionné est égale à la somme des macro-courants couverts par celui-ci multipliée par le coefficient de la constante magnétique.
En conséquence, la formule pour "B" dans une substance est déterminée par l'expression:
L'intégrale de B sur dL = l'intégrale de Bl sur dL = m(Je+Je1)
où: dL est l'élément discret du circuit le long de sa dérivation, Bl est la composante dans la direction de la tangente en un point arbitraire, bI et I1 sont le courant de conduction et le courant microscopique (moléculaire).
Si le champ agit dans un environnement constitué de matériaux arbitraires, les courants microscopiques caractéristiques de ces structures doivent être pris en compte.
Ces calculs sont également valables pour le champ créé dans le solénoïde ou dans tout autre milieu à perméabilité magnétique finie.
Pour référence
Dans le système de mesure du GHS le plus complet et le plus complet, la force du champ magnétique est représentée dans Oersteds (E). Dans un autre système existant (SI), il est exprimé en ampères par mètre (A / mètre). Aujourd'hui, oersted est progressivement remplacé par une unité plus pratique en fonctionnement - un ampère par mètre.Lors de la traduction des résultats de mesures ou de calculs de SI en GHS, le rapport suivant est utilisé:
1 e = 1000 / (4π) A / m ≈ 79,5775 ampère / mètre.
Dans la dernière partie de l'examen, nous notons que, quelle que soit la formulation de la loi des courants forts, son essence reste inchangée. Selon ses propres mots, cela peut être représenté comme suit: il exprime la relation entre les courants qui pénètrent dans ce circuit et les champs magnétiques créés dans la substance.
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