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安培力的意思、安培力的詳細解釋

關鍵字:

安培力的解釋

通電導線在磁場中受到的作用力。一段通以電流為i、長度為l的直導線,放在磁感強度為b的勻強磁場中所受到的安培力f=bilsinα。式中α為電流i與磁感強度b方向間的夾角。當通電導線平行于磁場放置時,導線将不受安培力作用。

詞語分解

專業解析

安培力是載流導體在磁場中受到的相互作用力,由法國物理學家安德烈-瑪麗·安培于1820年通過實驗首次定量描述。該力的本質是磁場對運動電荷的洛倫茲力在宏觀導體上的集體表現,其定義包含三個核心要素:

  1. 物理量關系:安培力大小與導體電流強度(I)、有效長度(L)、磁感應強度(B)及電流與磁場夾角(θ)的正弦值成正比,計算式為: $$ F = I cdot L cdot B cdot sintheta $$
  2. 方向判定:遵循左手定則,掌心磁感線垂直穿入,四指指電流方向時,拇指指向受力方向。
  3. 應用範圍:廣泛應用于電動機、電磁繼電器、磁電式儀表等設備的設計,例如電動機轉子線圈的旋轉力矩即由安培力驅動。

根據《物理學名詞》第三版(科學出版社,2019),安培力是電磁相互作用的基本表現形式之一,其理論體系被納入《電磁學》高等教育教材(趙凱華著),并作為國家标準GB/T 2900.33-2004《電工術語 電力電子技術》的核心術語。

網絡擴展解釋

安培力是指導體中載流子(如電子)在磁場中運動時,整體導線受到的宏觀力。它是電磁學的基本概念之一,由法國物理學家安培通過實驗總結得出,具體原理如下:

1. 定義與公式 安培力的計算公式為: $$ vec{F} = I vec{L} times vec{B} $$ 其中:

标量形式可寫為: $$ F = I L B sintheta $$ θ為電流方向與磁場方向的夾角。

2. 方向判定 通過左手定則判斷:

3. 物理本質 本質上是所有運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現。導體中的每個載流子(如電子)受洛倫茲力: $$ vec{F}_e = q(vec{v} times vec{B}) $$ 所有載流子受力的總和即表現為導線整體的安培力。

4. 典型應用

5. 注意事項

例如:一段0.5米長的直導線,通有2A電流,置于0.3T磁場中且與磁場呈30°角,則所受安培力為: $$ F = 2 times 0.5 times 0.3 times sin30° = 0.15 text{N} $$

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