5.2 UPORABA MAGNETNIH UČINKOV

KAZALO

   

 

 

5.2.4 MAGNETNA SILA MED VZPOREDNIMA TOKOVODNIKOMA

     
 

V poskusu 5.2.1 smo ugotavljali silo na tokovodnik v magnetnem polju trajnega magneta. Izvor magnetnega polja pa bi namesto trajnega magneta lahko bil tudi drugi, vzporedni tokovodnik (sl. 5.2.4.1). Ker sta v takem primeru tokovodnika v magnetnem polju drug drugega, deluje magnetna sila na oba. O značilnostih takega primera magnetnih sil lahko sklepamo na osnovi sl. 5.2.4.2, ki prikazuje skupno magnetno polje tokovodnikov, in sicer za primer istih a) in nasprotnih smeri toka b).

   

SLIKA

Slika 5.2.4.1: Sila med vzporednima tokovodnikoma

 

SLIKA

Slika 5.2.4.2: Sila med vzporednima tokovodnikoma

 

ANIMACIJA

Animacija 5.2.4.3: Magnetna sila med vzporednima tokovodnikoma

 

SLIKA

Slika 5.2.4.3: Velikost sile med tokovodnikoma

 

VIDEO

Video 5.2.4.1: Magnetna sila med dvema vzporednima tokovodnikoma

 

VIDEO

Video 5.2.4.2: Sila med dvema vzporednima tokovodnikoma

 

FOTOGRAFIJA

Fotografija 5.2.4.1: Magnetna sila med dvema vzporednima vodnikoma

 

ANIMACIJI

Magnetna sila med vzporednima tokovodnikoma

Izpeljava enačbe za magnetno silo med vzporednima tokovodnikoma

 

 
       
 

Pri isti smeri električnega toka skozi vzporedna vodnika se vodnika privlačujeta.

Pri nasprotni smeri električnega toka skozi vzporedna vodnika se vodnika odbijata.

 

Sočasna sprememba smeri tokov v obeh vodnikih ne vpliva na smer magnetnih sil med vodnikoma

 

 
       
 

Vzrok ugotovljenih magnetnih sil je tudi v tem primeru različna gostota magnetnih pretokov ob tokovodnikih.

     
       
 

Gostoto magnetnega pretoka, ki jo na mestu vodnika s tokom I2 povzroča tok I1 (sl. 5.2.4.3), določimo na osnovi enačb 5.1.9 in 5.1.4:

     
 
B1  =  μ0 · H1  =  μ0 ·  
I1

 · r
   
 

Magnetna sila na vodnik s tokom I2 je potem:

     
 
F2  =  B1 · I2 · l2 =  μ0 ·  
I1

 · r
 · I2 · l2
   
       
 

Pri najpogosteje enakih tokih v vodnikih (I1 = I2 = I) pa dobimo:

   
       
 
F =  μ0 · 
I2

2π · r
 · l  
N
μ0(Wb/Am);   I(A);   r(m);   l(m)
   

Enačba: 5.2.4.1

       
 
► 

Magnetna sila med vzporednima vodnikoma z enakima električnima tokoma je premo sorazmerna s kvadratom toka in dolžino vodnikov ter obratno sorazmerna z medsebojno razdaljo vodnikov.

 
       
Primer 5.2.4.1:

 
 
       
 

Iz primera je razvidno, da lahko magnetne sile med vzporednima vodnikoma pri velikih tokih (kratki stik, strela) pomenijo resno nevarnost za mehanske poškodbe električnih naprav.

     
       
 

V obratni smeri lahko iz velikosti sil med vzporednima vodnikoma sklepamo o velikosti toka v vodnikih. To je osnova za delovanje nekaterih analognih merilnikov in mednarodno definicijo toka 1 A:

     
       
 
► 

Po dveh vzporednih, ravnih in neomejenih vodnikih, postavljenih v vakuumu v medsebojni razdalji 1 m, tečeta toka 1 A, če se vodnika po dolžinski enoti privlačujeta ali odbijata s silo 2  · 10-7 N.