W 1820 roku wybitny francuski fizyk AndreMarie Ampere (jednostka do pomiaru prądu elektrycznego została nazwana jego imieniem) sformułowała jedno z podstawowych praw wszystkich inżynierii elektrycznej. Następnie, dla tego prawa utkwiłem nazwę wzmacniacza mocy.
Jak wiesz, przechodząc przez przewodnikprąd elektryczny wokół niego tworzy własne (wtórne) pole magnetyczne, którego linie intensywności tworzą rodzaj obracającej się powłoki. Kierunek tych linii indukcji magnetycznej określa się za pomocą reguły prawej ręki (druga nazwa to „zasada świderka”): mentalnie chwytaj prowadnicę prawą ręką, tak aby przepływ naładowanych cząstek zbiegał się z kierunkiem wskazanym przez zgięty kciuk. W rezultacie pozostałe cztery palce, otaczające drut, wskażą obrót pola.
Jeśli ustawione są dwa równoległe przewodniki(cienkie przewody), wtedy oddziaływanie ich pól magnetycznych będzie zależne od siły amperowej. W zależności od kierunku prądu w każdym przewodniku mogą się odpychać lub przyciągać. Gdy prądy płyną w tym samym kierunku, siła amperów ma na nich wpływ przyciągający. Odpowiednio, przeciwny kierunek prądów powoduje odpychanie. Nie jest to zaskakujące: chociaż podobne ładunki odpychają się nawzajem, w tym przykładzie to nie same ładunki oddziałują, lecz pola magnetyczne. Ponieważ kierunek ich obrotu pokrywa się, pole wynikowe jest sumą wektorową, a nie różnicą.
Innymi słowy, pole magnetyczne działa w pewien sposób na przewodnik przekraczający linie napięcia. Siła amperowa (dowolny kształt przewodnika) jest określona na podstawie wzoru prawa:
dF = B * I * L * sin a;
gdzie - ja jest wartością prądu w przewodniku; B -indukcja pola magnetycznego, w którym umieszczony jest materiał przewodzący; L - przyjęty do obliczenia długości przewodu z prądem (ponadto w tym przypadku uważa się, że długość przewodu i siła dążą do zera); alfa (a) - kąt wektorowy między kierunkiem ruchu naładowanych cząstek elementarnych a liniami zewnętrznego natężenia pola. Konsekwencja jest następująca: gdy kąt między wektorami wynosi 90 stopni, to jego sin = 1, a wartość siły jest maksymalna.
Kierunek wektora działania siły amperaokreślony regułą lewej ręki: mentalnie kładziemy dłoń lewej ręki w taki sposób, aby linie (wektory) indukcji magnetycznej pola zewnętrznego weszły w otwartą dłoń, a pozostałe cztery wyprostowane palce wskazywały kierunek w którym prąd płynie w przewodniku. Następnie kciuk zgięty pod kątem 90 stopni wskaże kierunek siły działającej na przewodnik. Jeśli kąt między wektorem prądu elektrycznego a dowolną linią indukcji jest zbyt mały, to aby uprościć stosowanie reguły, nie sam wektor indukcji, ale moduł powinien wejść w dłoń.
Użycie siły amperów umożliwiło stworzeniesilniki elektryczne. Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że wystarczy przestawić włącznik elektrycznego urządzenia gospodarstwa domowego wyposażonego w silnik, aby uruchomić jego aktuator. I nikt tak naprawdę nie myśli o procesach zachodzących w tym przypadku. Kierunek siły w amperach nie tylko wyjaśnia, jak działają silniki, ale także pozwala dokładnie określić, gdzie zostanie skierowany moment obrotowy.
Na przykład wyobraźmy sobie silnik prądu stałego:jego kotwica to rama podstawowa z uzwojeniem. Specjalne bieguny wytwarzają zewnętrzne pole magnetyczne. Ponieważ uzwojenie nawinięte na zworę jest okrągłe, to z przeciwnych stron kierunek prądu w odcinkach przewodnika jest przeciwny. W konsekwencji wektory działania siły ampera są również przeciwne. Ponieważ zwora jest zamocowana na łożyskach, wzajemne działanie wektorów siły amperów tworzy moment obrotowy. Wraz ze wzrostem efektywnej wartości prądu zwiększa się również siła. Dlatego znamionowy prąd elektryczny (wskazany w paszporcie dla sprzętu elektrycznego) i moment obrotowy są bezpośrednio ze sobą połączone. Wzrost prądu jest ograniczony cechami konstrukcyjnymi: przekrojem drutu używanego do uzwojenia, liczbą zwojów itp.
