Elektromagnetisme

11.1.16 Elektromagnetisme

Felt om leder

Retningen af fluxen om en strømførende leder er vinkelret på strømretningen og kan bestemmes ved proptrækkerreglen.

Fig. 11.1.11 Det magnetiske
felt om strømførende leder.

Fluxtætheden i afstanden α [m] fra en strømførende leder anbragt i vakuum (eller atmosfærisk luft) kan beregnes af:

$B=\frac{I}{\alpha }·2·{10}^{–7}$[11.1.30]

Driftsforhold

Magnetfeltet, fluxen om en leder, er en vekselvirkning mellem ændringen af en ladnings størrelse eller en ladning i bevægelse, således at der er en sammenhæng mellem strømstyrke og fluxens størrelse. Størrelsen af fluxen stiger lineært inde i lederen fra centrum og ud mod lederens overflade, og udenfor lederen bliver fluxen halveret ved fordobling af radius. Fordi længden af omkredsen af fluxringene stiger som funktion af radius.

Figur 11.1.10.2 viser fluxen i en strømførende leder

Kraftpåvirkning mellem to strømførende ledere

To parallelle ledere, som fører strømmene hhv. I₁ og I₂ vil påvirke hinanden med en kraft F bestemt af:

$F=\frac{2·I_1·I_{\mathit{2}}}{\alpha }·l·{10}^{–7}\left[\mathrm{N}\right]$[11.1.31]

α er afstanden mellem lederne og l er længden. Formlen forudsætter, at lederne er anbragt i et materiale med µ_rel ≈ 1, normalt atmosfærisk luft. Hvis lederne har samme strømretning, vil de tiltrækkes, og hvis strømretningerne er modsat, frastødes de.

Kraftpåvirkning på strømførende leder i magnetfelt

En strømførende leder, som befinder sig i et magnetisk felt, påvirkes af en kraft F, som afhænger af feltets og strømmens styrke og retning:

$F=B·I·l\left[\mathrm{N}\right]$[11.1.32]

Kraftpåvirkning mellem to dele af en magnetisk kreds

Kraften mellem to flader med luftgab imellem.

$F=\frac{B^2·A}{2·{\mu }_0}$[11.1.33]

Ved vekselstrømsmagnetisering er F positiv for begge halvperioder, da B indgår i 2. potens, men ved hver nulgennemgang er kraften 0. Dette medfører, at et anker vil ”klapre”. Vekselstrømsrelæers kerne er derfor forsynet med en kraftig kortslutningsring, som dækker ca. halvdelen af magnetpolen. I ringen induceres en strøm, som skaber et hjælpefelt faseforskudt fra hovedfeltet (Fig. 11.1.13).

Fig. 11.1.12 Kraft i magnetisk kreds.

Fig. 11.1.13 Kortslutningsring om magnetpol.