Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника если по ним: Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника,если по ним протекают токи в противоположных направлениях?

Содержание

Два параллельных провода по которым протекают токи. Два параллельных проводника

Применим закон Ампера для вычисления силы взаимодействия двух длинных прямолинейных проводников с токами I 1 и I 2 , находящихся на расстоянии d друг от друга (рис. 6.26).

Рис. 6.26. Силовое взаимодействие прямолинейных токов:
1 — параллельные токи; 2 — антипараллельные токи

Проводник с током I 1 создает кольцевое магнитное поле, величина которого в месте нахождения второго проводника равна

Это поле направлено «от нас» ортогонально плоскости рисунка. Элемент второго проводника испытывает со стороны этого поля действие силы Ампера

Подставляя (6.23) в (6.24), получим

При параллельных токах сила F 21 направлена к первому проводнику (притяжение), при антипараллельных — в обратную сторону (отталкивание).

Аналогично на элемент проводника 1 действует магнитное поле, создаваемое проводником с током I 2 в точке пространства с элементом с силой F 12 . Рассуждая таким же образом, находим, что F 12 = –F 21 , то есть в этом случае выполняется третий закон Ньютона.

Итак, сила взаимодействия двух прямолинейных бесконечно длинных параллельных проводников, рассчитанная на элемент длины проводника, пропорциональна произведению сил токов I 1 и I 2 протекающих в этих проводниках, и обратно пропорциональна расстоянию между ними. В электростатике по аналогичному закону взаимодействуют две длинные заряженные нити.

На рис. 6.27 представлен опыт, демонстрирующий притяжение параллельных токов и отталкивание антипараллельных. Для этого используются две алюминиевые ленты, подвешенные вертикально рядом друг с другом в слабо натянутом состоянии. При пропускании через них параллельных постоянных токов силой около 10 А ленты притягиваются. а при изменении направления одного из токов на противоположное — отталкиваются.

Рис. 6.27. Силовое взаимодействие длинных прямолинейных проводников с током

На основании формулы (6.25) устанавливается единица силы тока — ампер , являющаяся одной из основных единиц в СИ.

Пример. По двум тонким проводам, изогнутым в виде одинаковых колец радиусом

R = 10 см, текут одинаковые токи I = 10 А в каждом. Плоскости колец параллельны, а центры лежат на ортогональной к ним прямой. Расстояние между центрами равно d = 1 мм. Найти силы взаимодействия колец.

Решение. В этой задаче не должно смущать, что мы знаем лишь закон взаимодействия длинных прямолинейных проводников. Поскольку расстояние между кольцами много меньше их радиуса, взаимодействующие элементы колец «не замечают» их кривизны. Поэтому сила взаимодействия дается выражением (6.25), куда вместо надо подставить длину окружности колец Получаем тогда

Закон полного тока для магнитнго поля в вакууме.

Теорема о циркуляции вектора или закон полного тока для магнитного поля в вакууме формулируется следующим образом: циркуляция вектора по произвольному замкнутому контуру равна произведению магнитной постоянной на алгебраическую сумму токов, охватываемых этим контуром, т. е.

Где n – число проводников с токами, охватываемых контуром l произвольной формы.

Магнитное поле тороида и саленоида.

Магнитное поле на оси прямого длинного соленоида.

Соленоид представляет собой катушку, намотанную на цилиндрический каркас. Если длина соленоида много больше его диаметра, то такой соленоид называют

длинным (в отличие от короткой катушки с противоположным соотношением размеров). Магнитное поле максимально внутри соленоида и направлено вдоль его оси. Вблизи оси соленоида магнитное поле можно считать однородным. Для нахождения напряженности магнитного поля на оси прямого длинного соленоида с помощью теоремы о циркуляции магнитного поля, выберем контур интегрирования, как показано на рис.10.5.

Рис.10.5 .

На участке 1-2 направление магнитного поля совпадает с направлением обхода контура, а его напряженность постоянна в силу однородности поля. На участках 2-3 и 4-1 вне соленоида проекция магнитного поля на направление обхода равна нулю.

Наконец, на участке 3-4, удаленном достаточно далеко от соленоида, можно считать, что магнитное поле отсутствует.

С учетом сказанного имеем:

Но согласно теореме о магнитном напряжении этот интеграл равен , где N – число витков соленоида, сцепленных с контуром интегрирования. Следовательно

откуда находим: ,

где через обозначено число витков на единицу длины соленоида.

Расчет магнитной индукции бесконечно длинного соленоида:

2) Магнитное поле на оси тороида.

Тороид представляет собой катушку, намотанную на каркас, имеющий форму тора. Магнитное поле тороида целиком сосредоточено внутри него и является

неоднородным . Максимальное значение напряженность магнитного поля имеет на оси тороида.

Рис.10.6 . К расчету напряженности магнитного поля на оси тороида.

Для нахождения напряженности магнитного поля вблизи оси тороида применим теорему о циркуляции магнитного поля, выбрав контур интегрирования, как показано на рис. 10.6.

.
С другой стороны, этот интеграл равен , откуда следует, что

Расчет магнитной индукции тороида:

Закон Ампера

Сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока

I в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию :

Направление силы определяется по правилу вычисления векторного произведения, которое удобно запомнить при помощи правила левой руки.

Модуль силы Ампера можно найти по формуле:

где α — угол между векторами магнитной индукции и тока.

Сила dF максимальна когда элемент проводника с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции ():

Два параллельных проводника

Два бесконечных параллельных проводника в вакууме

Наиболее известным примером, иллюстрирующим силу Ампера, является следующая задача. В вакууме на расстоянии

r друг от друга расположены два бесконечных параллельных проводника, в которых в одном направлении текут токи I 1 и I 2 . Требуется найти силу, действующую на единицу длины проводника.

Бесконечный проводник с током I 1 в точке на расстоянии r создаёт магнитное поле с индукцией:

(по закону Био — Савара — Лапласа).

Теперь по закону Ампера найдём силу, с которой первый проводник действует на второй:

По правилу буравчика, направлена в сторону первого проводника (аналогично и для , а значит, проводники притягиваются).

Модуль данной силы (r — расстояние между проводниками):

Интегрируем, учитывая только проводник единичной длины (пределы l от 0 до 1).

Законы Био – Савара – Лапласа и Ампера применяются для определения силы взаимодействия двух параллельных проводников с током. Рассмотрим два бесконечных прямолинейных проводника с токами I1 и I2 , расстояние между которыми равно а. На рис. 1.10 проводники расположены перпендикулярно чертежу. Токи в них направлены одинаково (из-за чертежа на нас) и обозначены точками. Каждый из проводников создает магнитное поле, которое действует на другой проводник.

Ток I1 создает вокруг себя магнитное поле, линии магнитной индукции которого представляют собой концентрические окружности. Направлениеопределяется правилом правого винта, а его модуль по закону Био – Савара – Лапласа. Согласно проведенным выше расчетам модуль равен с
Тогда, согласно закону Ампера, dF1=I2B1dl или
и аналогично
. Н
аправление силы , с которой поле действует на участокdℓ второго проводника с током I 2 (рис.1.10), определяется по правилу левой руки (см. разд. 1.2). Как видно из рис.1.10 и расчетов, силы
одинаковы по модулю и противоположны по направлению. В нашем случае они направлены навстречу друг другу и проводники притягиваются. Если токи текут в противоположных направлениях, то возникающие между ними силы отталкивают проводники друг от друга. Итак, параллельные токи (одного направления) притягиваются, а антипараллельные (противоположных направлений) — отталкиваются. Для определения силы F, действующей на проводник конечной длины ℓ, необходимо проинтегрировать полученное равенство по ℓ от 0 до ℓ :
При магнитном взаимодействии выполняется закон действия и противодействия, т. е. третий закон Ньютона:

.

1.5. Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу[email protected]

Как уже было отмечено, важнейшая особенность магнитного поля состоит в том, что оно действует только на движущиеся электрические заряды. В результате опытов было установлено, что любая заряженная частица, движущаяся в магнитном поле, испытывает действие силы F, которая пропорциональна величине магнитного поля в этой точке. Направление этой силы всегда перпендикулярно скорости движения частицы и зависит от угла между направлениями

. Эта сила называетсясилой Лоренца . Модуль данной силы равен
гдеq – величина заряда; v – скорость его движения; – вектор магнитной индукции поля; α – угол между векторами и . В векторной форме выражение для силы Лоренца имеет вид
.

Для случая когда скорость заряда перпендикулярна вектору магнитной индукции, направление данной силы определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы векторвходил в ладонь, а пальцы направить вдоль (для q>0), то отогнутый под прямым углом большой палец укажет направление силы Лоренца для q>0 (рис. 1.11, а). Для q

Поскольку данная сила всегда перпендикулярна скорости движения частицы, она изменяет только направление скорости, а не ее модуль, и поэтому сила Лоренца работы не совершает. То есть магнитное поле не совершает работы над движущейся в нем заряженной частицей и ее кинетическая энергия при таком движении не изменяется.

Вызываемое силой Лоренца отклонение частицы зависит от знака q. На этом основано определение знака заряда частиц, движущихся в магнитных полях. Магнитное поле не действует на заряженную частицу (
) в двух случаях: если частица неподвижна (
) или если частица движется вдоль силовой линии магнитного поля. В этом случае векторы
параллельны иsinα=0. Если вектор скорости перпендикулярен, то сила Лоренца создает центростремительное ускорение и частица будет двигаться по окружности. Если скорость направлена под углом к, то заряженная частица движется по спирали, ось которой параллельна магнитному полю.

На данном явлении основана работа всех ускорителей заряженных частиц – устройств, в которых под действием электрических и магнитных полей создаются и ускоряются пучки высокоэнергетических частиц.

Действие магнитного поля Земли вблизи земной поверхности изменяет траекторию движения частиц, испускаемых Солнцем и звездами. Этим объясняется так называемый широтный эффект, заключающийся в том, что интенсивность космических лучей, доходящих до Земли, вблизи экватора меньше, чем в более высоких широтах. Действием магнитного поля Земли объясняется тот факт, что полярное сияние наблюдается только в самых высоких широтах, на Крайнем Севере. Именно в том направлении магнитное поле Земли отклоняет заряженные космические частицы, которые вызывают свечение атмосферы, называемое полярным сиянием.

Кроме магнитной силы, на заряд может действовать также уже знакомая нам электрическая сила
, и результирующая электромагнитная сила, действующая на заряд, имеет вид

Э
та формула называетсяформулой Лоренца . Действию такой силы подвергаются, например, электроны в электронно-лучевых трубках телевизоров, радиолокаторов, электронных осциллографов, электронных микроскопах.

Если близко один к другому расположены проводники с токами одного направления, то магнитные линии этих проводников, охватывающие оба проводника, обладая свойством продольного натяжения и стремясь сократиться, будут заставлять проводники притягиваться (рис. 90, а).

Магнитные линии двух проводников с токами разных направлений в пространстве между проводниками направлены в одну сторону. Магнитные линии, имеющие одинаковое направление, будут взаимно отталкиваться. Поэтому проводники с токами противоположного направления отталкиваются один от другого (рис. 90, б).

Рассмотрим взаимодействие двух параллельных проводников с токами, расположенными на расстоянии а один от другого. Пусть длина проводников равна l .

Магнитная индукция, созданная током I 1 на линии расположения второго проводника, равна

На второй проводник будет действовать электромагнитная сила

Магнитная индукция, созданная током I 2 на линии расположения первого проводника, будет равна

и на первый проводник действует электромагнитная сила

равная по величине силе F2

На электромеханическом взаимодействии проводников с током основан принцип действия электродинамических измерительных приборов; используемых в цепях постоянного и в особенности переменного тока.

Задачи для самостоятельного решения

1. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого током 100 а, проходящим по длинному прямолинейному проводнику в точке, удаленной от проводника на 10 см .

2. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого током 20 а, проходящим по кольцевому проводнику радиусом 5 см в точке, расположенной в центре витка.

3. Определить магнитный поток, проходящий в куске никеля, помещенного в однородное магнитное поле напряженностью 500 а/м. Площадь поперечного сечения куска никеля 25 ом 2 (относительная магнитная проницаемость никеля 300).

4. Прямолинейный проводник длиной 40 см помещен в равномерное магнитное поле под углом 30°С к направлению магнитного поля. По проводнику проходит § ток 50 А. Индукция поля равна 5000 ее. Определять силу, с которой проводник выталкивается из магнитного поля.

5. Определить силу, с которой два прямолинейных, параллельно расположенных в воздухе проводника отталкиваются один от другого. Длина проводников 2 м , расстояние между ними 20 см . Токи в проводниках по 10 А.

Контрольные вопросы

1. На каком опыте можно убедиться, что вокруг проводника с током образуется магнитное поле?

2. Каковы свойства магнитных линий?

3. Как определить направление магнитных линий?

4. Что называется соленоидом и каково его магнитное поле?

5. Как определить полюсы соленоида?

6. Что называется электромагнитом и как определить его полюсы?

7. Что такое гистерезис?

8. Каковы формы электромагнитов?

9. Как взаимодействуют между собой проводники, по которым течет электрический ток?

10.Что действует на проводник с током в магнитном поле?

11.Как определить направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

12.На каком принципе основана работа электродвигателей?

13.Какие тела называются ферромагнитными?

Электричество и магнетизм

Применим закон Ампера для вычисления силы взаимодействия двух длинных прямолинейных проводников с токами I1 и I2, находящихся на расстоянии d друг от друга (рис. 6.26).

Рис. 6.26. Силовое взаимодействие прямолинейных токов:
1 — параллельные токи; 2 — антипараллельные токи
 

Видео 6.2. Взаимодействие двух параллельных проводников с током.

Проводник с током I1 создает кольцевое магнитное поле, величина которого в месте нахождения второго проводника равна

(6.23)

Это поле направлено «от нас» ортогонально плоскости рисунка. Элемент второго проводника  испытывает со стороны этого поля действие силы Ампера

(6.24)

Подставляя (6.23) в (6.24), получим

(6. 25)

При параллельных токах сила F21 направлена к первому проводнику (притяжение), при антипараллельных — в обратную сторону (отталкивание).

Аналогично на элемент  проводника 1 действует магнитное поле, создаваемое проводником с током I2 в точке пространства с элементом  с силой F12. Рассуждая таким же образом, находим, что F12 = –F21, то есть в этом случае выполняется третий закон Ньютона.

Итак, сила взаимодействия двух прямолинейных бесконечно длинных параллельных проводников, рассчитанная на элемент длины  проводника, пропорциональна произведению сил токов I1 и I2 протекающих в этих проводниках, и обратно пропорциональна расстоянию между ними. В электростатике по аналогичному закону взаимодействуют две длинные заряженные нити. 

На рис. 6. 27 представлен опыт, демонстрирующий притяжение параллельных токов и отталкивание антипараллельных. Для этого используются две алюминиевые ленты, подвешенные вертикально рядом друг с другом в слабо натянутом состоянии. При пропускании через них параллельных постоянных токов силой около 10 А ленты притягиваются. а при изменении направления одного из токов на противоположное — отталкиваются.

Рис. 6.27. Силовое взаимодействие длинных прямолинейных проводников с током 

На основании формулы (6.25) устанавливается единица силы тока — ампер, являющаяся одной из основных единиц в СИ. 

Ампер — это сила неизменяюшегося тока, который, протекая по двум длинным параллельным проводникам, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м, вызывает между ними силу взаимодействия 2×10–7 Н на каждый метр длины провода.  

 

Пример. По двум тонким проводам, изогнутым в виде одинаковых колец радиусом R = 10 см, текут одинаковые токи I = 10 А в каждом. Плоскости колец параллельны, а центры лежат на ортогональной к ним прямой. Расстояние между центрами равно d = 1 мм. Найти силы взаимодействия колец.

Решение. В этой задаче не должно смущать, что мы знаем лишь закон взаимодействия длинных прямолинейных проводников. Поскольку расстояние между кольцами много меньше их радиуса, взаимодействующие элементы колец «не замечают» их кривизны. Поэтому сила взаимодействия дается выражением (6.25), куда вместо  надо подставить длину окружности колец  Получаем тогда

Сила Ампера

Андре-Мари Ампер предположил, что если ток — магнит, то два проводника с током должны взаимодействовать подобно двум магнитам, то есть притягиваться или отталкиваться.

Он провел ряд экспериментов, которые подтвердили его гипотезу. Параллельные проводники с током взаимодействуют друг с другом. Если токи текут в одном направлении, то проводники притягиваются, а если в противоположных направлениях, то проводники отталкиваются. Эксперимент также показывает, что если в одном из проводников отсутствует ток, то силы взаимодействия между проводниками отсутствуют.

Рис. 1. Ампер обнаружил притяжение токов, текущих в одном направлении, и отталкивание токов, текущих в противоположных направлениях

В отличие от электрических взаимодействий «одноименные», направленные в одну сторону токи притягиваются, в то время как одноименные заряды отталкиваются.

Взаимодействие параллельных проводников с током вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот.

Опыты показали, что модуль силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля на отрезок длиной Δl каждого из проводников, прямо пропорционален силам тока I1 и I2 в параллельных проводниках, длине отрезка Δl и обратно пропорционален расстоянию R между ними:

В Международной системе единиц СИ коэффициент пропорциональности k принято записывать в виде: k = μ0/2π = 2∙10—7 Н/А2, где μ0 — постоянная величина, которую называют магнитной постоянной. Введение магнитной постоянной в СИ упрощает запись ряда формул.

Формула, выражающая закон магнитного взаимодействия параллельных токов, принимает вид:

Единица силы тока

Магнитное взаимодействие параллельных проводников с током используют для определения единицы сила тока — ампера.

Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу магнитного взаимодействия, равную 2∙10—7 Н на каждый метр длины.

В Международной системе единиц (СИ) единица силы тока — ампер (А).

%PDF-1.4 % 117 0 obj > endobj 116 0 obj > endobj 114 0 obj > endobj 1599 0 obj >stream Acrobat Distiller 7.0 (Windows)**D:20050906171414Acrobat PDFMaker 7.0 for Word2006-12-16T13:31:24+03:002006-12-16T13:31:22+03:002006-12-16T13:31:24+03:00uuid:48fa14ff-aad9-45de-9754-f2fc68c114d9uuid:6d817f01-a4ae-4987-9de3-3184296e6f88

  • 13
  • application/pdf
  • Виктор С.
  • endstream endobj 1595 0 obj > endobj 1594 0 obj > endobj 1676 0 obj > endobj 1593 0 obj > endobj 1677 0 obj > endobj 1592 0 obj > endobj 1678 0 obj > endobj 1591 0 obj > endobj 1679 0 obj > endobj 1590 0 obj > endobj 1680 0 obj > endobj 1589 0 obj > endobj 1681 0 obj > endobj 1588 0 obj > endobj 1682 0 obj > endobj 1587 0 obj > endobj 1683 0 obj > endobj 1586 0 obj > endobj 1684 0 obj > endobj 1585 0 obj > endobj 1685 0 obj > endobj 1584 0 obj > endobj 1686 0 obj > endobj 1583 0 obj > endobj 1687 0 obj > endobj 1582 0 obj > endobj 1688 0 obj > endobj 1581 0 obj > endobj 1689 0 obj > endobj 1580 0 obj > endobj 1690 0 obj > endobj 1579 0 obj > endobj 1691 0 obj > endobj 1578 0 obj > endobj 1692 0 obj > endobj 1577 0 obj > endobj 1693 0 obj > endobj 1576 0 obj > endobj 1694 0 obj > endobj 1575 0 obj > endobj 1695 0 obj > endobj 1574 0 obj > endobj 1696 0 obj > endobj 1573 0 obj > endobj 1697 0 obj > endobj 1572 0 obj > endobj 1698 0 obj > endobj 1571 0 obj > endobj 1699 0 obj > endobj 1570 0 obj > endobj 1700 0 obj > endobj 1569 0 obj > endobj 1701 0 obj > endobj 1568 0 obj > endobj 1702 0 obj > endobj 1567 0 obj > endobj 1703 0 obj > endobj 1566 0 obj > endobj 1704 0 obj > endobj 1565 0 obj > endobj 1705 0 obj > endobj 1564 0 obj > endobj 1706 0 obj > endobj 1563 0 obj > endobj 1707 0 obj > endobj 1562 0 obj > endobj 1708 0 obj > endobj 1561 0 obj > endobj 1638 0 obj > endobj 1637 0 obj > endobj 1639 0 obj > endobj 1636 0 obj > endobj 1640 0 obj > endobj 1635 0 obj > endobj 1641 0 obj > endobj 1634 0 obj > endobj 1642 0 obj > endobj 1633 0 obj > endobj 1643 0 obj > endobj 1632 0 obj > endobj 1644 0 obj > endobj 1631 0 obj > endobj 1645 0 obj > endobj 1630 0 obj > endobj 1646 0 obj > endobj 1629 0 obj > endobj 1647 0 obj > endobj 1628 0 obj > endobj 1648 0 obj > endobj 1627 0 obj > endobj 1649 0 obj > endobj 1626 0 obj > endobj 1650 0 obj > endobj 1625 0 obj > endobj 1651 0 obj > endobj 1624 0 obj > endobj 1652 0 obj > endobj 1623 0 obj > endobj 1653 0 obj > endobj 1622 0 obj > endobj 1654 0 obj > endobj 1621 0 obj > endobj 1655 0 obj > endobj 1620 0 obj > endobj 1656 0 obj > endobj 1619 0 obj > endobj 1657 0 obj > endobj 1618 0 obj > endobj 1658 0 obj > endobj 1617 0 obj > endobj 1659 0 obj > endobj 1616 0 obj > endobj 1660 0 obj > endobj 1615 0 obj > endobj 1661 0 obj > endobj 1614 0 obj > endobj 1662 0 obj > endobj 1613 0 obj > endobj 1663 0 obj > endobj 1612 0 obj > endobj 1664 0 obj > endobj 1611 0 obj > endobj 1665 0 obj > endobj 1610 0 obj > endobj 1666 0 obj > endobj 1609 0 obj > endobj 1667 0 obj > endobj 1608 0 obj > endobj 1668 0 obj > endobj 1607 0 obj > endobj 1669 0 obj > endobj 1606 0 obj > endobj 1670 0 obj > endobj 1605 0 obj > endobj 1671 0 obj > endobj 1604 0 obj > endobj 1672 0 obj > endobj 1603 0 obj > endobj 1673 0 obj > endobj 1602 0 obj > endobj 1674 0 obj > endobj 1601 0 obj > endobj 1675 0 obj > endobj 1600 0 obj > endobj 1596 0 obj > endobj 1598 0 obj 8:B>@

    Обобщение темы.

    Решение задач. — Магнитное поле. Закон электромагнитной индукции

    1. Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника, если по ним протекают токи в противоположных направлениях?

    1) притягиваются

    2) отталкиваются

    3) сила взаимодействия равна нулю

    4) нет однозначного ответа

    2. По кольцевому проводнику течёт ток I. В центре О кольца вектор магнитной

    индукции направлен

    1) влево 3) перпендикулярно плоскости рисунка от читателя

    2) вправо 4) перпендикулярно плоскости рисунка к читателю

    3. Какое утверждение неправильно?

    Сила Ампера, действующая на проводник с током I в магнитном поле с индукцией ,

    1) по модулю прямо пропорциональна модулю

    2) прямо пропорциональна I

    3) прямо пропорциональна длине проводника

    4) равна нулю, если проводник перпендикулярен вектору индукции

    4. Сила Ампера, действующая на проводник с током I (на рисунке изображено сечение проводника, ток направлен на читателя) в магнитном поле В, направлена

    1) 2) 3) 4)

    5. Сила Лоренца, действующая на движущуюся частицу в магнитном поле,

    1) всегда направлена параллельно скорости

    2) всегда равна нулю

    3) всегда направлена параллельно магнитной индукции

    4) равна нулю или направлена перпендикулярно скорости

    6. Скорость электрона направлена перпендикулярно магнитной индукции (на рисунке перпендикулярна плоскости рисунка и направлена от читателя). Сила Лоренца, действующая на электрон, направлена

    1) 2) 3) 4)

    7. Какова траектория электрона, влетевшего в однородное магнитное поле под углом 600С к вектору индукции магнитного поля?

    1) прямая 2) окружность

    3) винтовая линия 3) парабола

    8. Электрон влетел в магнитное поле со скоростью перпендикулярно линиям индукции магнитного поля и стал двигаться по окружности радиуса R. Какое выражение соответствует модулю вектора индукции магнитного поля? (е – элементарный электрический заряд)

    1) 2) 3) 4)

    9. Катушка замкнута на гальванометр

    А. В катушку вдвигают постоянный магнит

    В. Катушку надевают на постоянный магнит.

    Электрический ток возникает

    1) только в случае А 2) только в случае В

    3) в обоих случаях 4) ни в одном из перечисленных случаев

    10. Медное кольцо, находящееся в магнитном поле, поворачивается из положения, когда его плоскость параллельна линиям магнитной индукции, в перпендикулярное положение. Модуль магнитного потока при этом

    1) увеличивается 2) уменьшается

    3) не изменяется 4) равен нулю

    11. На рисунке представлен график зависимости магнитного потока через проводящий неподвижный контур от времени. В каком интервале времени модуль ЭДС индукции в контуре равен нулю?

    1) 0 – 1 с 2) 0 – 2 с 3) 1 – 3 с 4) 3 – 4 с

    12. Какая из формул выражает закон электромагнитной индукции?

    1) = I(R + r)

    2) = —

    3) = VBlsin

    4) = — L()

    ОТВЕТЫ

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    2

    3

    4

    3

    4

    4

    3

    3

    3

    1

    3

    2

    1. Самолёт имеет размах крыльев L = 15 м. Горизонтальная скорость самолёта v = 720 км/ч. Определить разность потенциалов, возникающую между концами крыльев. Вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли В = 510-5 Тл.

    2. В магнитном поле с индукцией В = 0,2 Тл вращается стержень длиной L = 0,2 м с постоянной угловой скоростью  = 50 c-1. Найти разность потенциалов на концах стержня, если ось вращения проходит через конец стержня параллельно силовым линиям магнитного поля.

    3. Проволочная рамка в виде прямоугольника поворачивается в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл из положения, когда плоскость рамки составляет угол  = 300 с направлением поля в положение, когда плоскость рамки параллельна линиям поля. Определить величину заряда, протекшего при этом через рамку. Сопротивление рамки R = 10 Ом, её размеры а = 10 см, b = 20 см.

    4. Проволочный контур в виде равностороннего треугольника со стороной а = 8 см помещён в однородное магнитное поле так, что линии индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости контура. Индукция магнитного поля В = 10 Тл. Контур преобразуют из треугольника в квадрат. Определите изменение магнитного потока через контур.

    5. Горизонтальный проводник массы m и длины L может скользить по двум вертикальным проводящим стержням без нарушения электрического контакта. Стержни соединены внизу конденсатором ёмкости С. Перпендикулярно плоскости движения приложено однородное постоянное магнитное поле индукции В. Найти ускорение стержня. Сопротивлением образовавшейся электрической цепи, а также трением пренебречь. Система находится в поле тяготения Земли.

    6. Прямолинейный проводник сопротивлением r и длиной L двигается с постоянной скоростью v в однородном магнитном поле с индукцией В перпендикулярно силовым линиям. Концы проводника замкнуты на сопротивление R. Найти количество тепла, которое выделится на этом сопротивлении за время t.

    7. По катушке протекает ток, создающий магнитное поле, энергия которого равна W = 0,5 Дж. Магнитный поток через катушку равен Ф = 0,1 Вб. Найти ток.

    8. Определить индуктивность цепи, если про изменении силы тока в ней по закону I=1-0,2t в цепи возникает ЭДС самоиндукции В

    9. При изменении силы тока в соленоиде от I1=2,5 А до I2=14,5 А его магнитный поток увеличился на Ф=2,4 мВб. Соленоид имеет N=800 витков. Найти среднюю ЭДС самоиндукции, которая возникает в нем, если изменение силы тока происходит в течение времени =0,15 с. Найти также изменение энергии магнитного поля в соленоиде.

    10. На катушке сопротивлением R=8,2 Ом и индуктивностью L=25 мГн поддерживается постоянное напряжение U=55 В. Определить энергию магнитного поля. Какое количество теплоты выделится в катушке при размыкании цепи?

    Ответы.

    1. В

    2. =0,2 В

    3.Кл

    4. мВб

    5.

    6.

    7.А

    8.L=0,1 Гн

    9.

    Дж

    10.Дж

    Сила Ампера самоконтроль 9 класс 1 Что наблюдалось

    Сила Ампера самоконтроль 9 класс

    1 Что наблюдалось в опыте Ампера? взаимодействие двух параллельных проводников с током взаимодействие двух магнитных стрелок поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании через него тока возникновение электрического тока в катушке при вдвигании в неё магнита

    2 Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника, если по ним протекают токи в противоположных направлениях? притягиваются отталкиваются сила взаимодействия равна нулю нет однозначного ответа

    3 Между полюсами магнита помещён проводник, по которому течёт ток. Определите направление силы Ампера, действующей на проводник. → ← ↑ ↓

    4 Между полюсами магнита помещён проводник, по которому течёт ток. Определите направление силы Ампера, действующей на проводник. → ← ↑ ↓

    5 Между полюсами магнита помещён проводник, по которому течёт ток. Определите направление силы Ампера, действующей на проводник. ↑ ↓ перпендикулярно рисунку от наблюдателя  перпендикулярно рисунку к наблюдателю 

    6 В магнитное поле помещён проводник, по которому течёт ток. Определите направление силы Ампера, действующей на проводник. → ← ↑ ↓

    7 Между полюсами магнита помещён проводник, по которому течёт ток. Определите направление силы тока в проводнике. → ← перпендикулярно рисунку от наблюдателя  перпендикулярно рисунку к наблюдателю 

    8 В магнитное поле помещён проводник, по которому течёт ток. Определите направление линий магнитного поля. перпендикулярно рисунку от наблюдателя  перпендикулярно рисунку к наблюдателю  ↑ ↓

    9 Между полюсами магнита помещён проводник, по которому течёт ток. Определите расположение северного полюса магнита. сверху снизу за плоскостью чертежа перед плоскостью чертежа

    10 В магнитное поле помещён проводник, по которому течёт ток. Определите направление силы Ампера, действующей на проводник. → ← ↑ сила Ампера равна 0

    Сила Ампера — презентация онлайн

    1. Сила Ампера

    самоконтроль
    9 класс
    Что наблюдалось в опыте Ампера?
    1) взаимодействие двух параллельных
    проводников с током
    2) взаимодействие двух магнитных стрелок
    3) поворот магнитной стрелки вблизи
    проводника при пропускании через него
    тока
    4) возникновение электрического тока в
    катушке при вдвигании в неё магнита
    Как взаимодействуют между собой два
    параллельных проводника, если по ним
    протекают токи в противоположных
    направлениях?
    1) притягиваются
    2) отталкиваются
    3) сила взаимодействия равна нулю
    4) нет однозначного ответа
    Между полюсами магнита помещён
    проводник, по которому течёт ток.
    Определите направление силы Ампера,
    действующей на проводник.
    1) →
    2) ←
    3) ↑
    4) ↓
    Между полюсами магнита помещён
    проводник, по которому течёт ток.
    Определите направление силы Ампера,
    действующей на проводник.
    1) →
    2) ←
    3) ↑
    4) ↓
    Между полюсами магнита помещён
    проводник, по которому течёт ток.
    Определите направление силы Ампера,
    действующей на проводник.
    1) ↑
    2) ↓
    3) перпендикулярно
    рисунку от наблюдателя
    4) перпендикулярно
    рисунку к наблюдателю
    В магнитное поле помещён проводник, по
    которому течёт ток. Определите
    направление силы Ампера, действующей
    на проводник.
    1) →
    2) ←
    3) ↑
    4) ↓
    Между полюсами магнита помещён
    проводник, по которому течёт ток.
    Определите направление силы тока в
    проводнике.
    1) →
    2) ←
    3) перпендикулярно
    рисунку от наблюдателя
    4) перпендикулярно
    рисунку к наблюдателю
    В магнитное поле помещён проводник, по
    которому течёт ток. Определите
    направление линий магнитного поля.
    1) перпендикулярно
    рисунку от наблюдателя
    2) перпендикулярно
    рисунку к наблюдателю
    3) ↑
    4) ↓
    Между полюсами магнита помещён
    проводник, по которому течёт ток.
    Определите расположение северного
    полюса магнита.
    1) сверху
    2) снизу
    3) за плоскостью чертежа
    4) перед плоскостью чертежа
    В магнитное поле помещён проводник, по
    которому течёт ток. Определите
    направление силы Ампера, действующей
    на проводник.
    1) →
    2) ←
    3) ↑
    4) сила Ампера
    равна 0

    22.10 Сила магнитного поля между двумя параллельными проводниками — College Physics

    Можно ожидать, что между проводниками с током действуют значительные силы, поскольку обычные токи создают значительные магнитные поля, а эти поля воздействуют на обычные токи значительными силами. Но вы можете не ожидать, что сила между проводами используется для определения ампера. Вы также можете удивиться, узнав, что эта сила как-то связана с тем, почему большие автоматические выключатели сгорают, когда они пытаются отключить большие токи.

    Силу между двумя длинными прямыми и параллельными проводниками, разделенными расстоянием rr размером 12{r} {}, можно найти, применяя то, что мы разработали в предыдущих разделах. На рис. 22.42 показаны провода, их токи, поля, которые они создают, и последующие силы, которые они воздействуют друг на друга. Рассмотрим поле, создаваемое проволокой 1, и силу, действующую на проволоку 2 (обозначим силу F2F2 размер 12{F rSub { размер 8{2} } } {}). Поле из-за I1I1 размера 12{I rSub { размера 8{1} } } {} на расстоянии rr размера 12{r} {} принимается равным

    B1=µ0I12πr.B1=μ0I12πr. size 12{B rSub { size 8{1} } = { {μ rSub { size 8{0} } I rSub { size 8{1} } } over {2πr} } «.» } {}

    22.30

    Фигура 22.42 (a) Магнитное поле, создаваемое длинным прямым проводником, перпендикулярно параллельному проводнику, как показано RHR-2. (b) Вид сверху на два провода, показанных на (а), с одной линией магнитного поля, показанной для каждого провода. RHR-1 показывает, что сила между параллельными проводниками притягивается, когда токи имеют одинаковое направление.Подобный анализ показывает, что сила отталкивающая между токами в противоположных направлениях.

    Это поле однородно вдоль провода 2 и перпендикулярно ему, поэтому сила F2F2 размер 12{F rSub { размер 8{2} } } {}, действующая на провод 2, определяется как F=IlBsinθF=IlBsinθ размер 12{F = ital «IlB»»sin»θ} {} с sinθ=1sinθ=1 размер 12{«sin»θ=1} {}:

    F2=I2lB1.F2=I2lB1. размер 12{F rSub { размер 8{2} } =I rSub { размер 8{2} } ital «lB» rSub { размер 8{1} } } {}

    22.31

    Согласно третьему закону Ньютона силы, действующие на провода, равны по величине, поэтому мы просто пишем FF size 12{F} {} для величины F2F2 size 12{F rSub { size 8{2} } } {}.(Обратите внимание, что F1=-F2F1=-F2 размер 12{F rSub { размер 8{1} } = — F rSub { размер 8{2} } } {}.) Поскольку провода очень длинные, удобно думать в терминах F/lF/l размер 12{F/l} {}, сила на единицу длины. Подстановка выражения для размера B1B1 12{B rSub {размер 8{1} } } {} в последнее уравнение и изменение порядка членов дает

    Fl=μ0I1I22πr.Fl=μ0I1I22πr. размер 12 { { {F} над {l} } = { {μ rSub { размер 8 {0} } I rSub { размер 8 {1} } I rSub { размер 8 {2} } } над {2πr} } «. » } {}

    22.32

    F/lF/l размер 12{F/l} {} сила на единицу длины между двумя параллельными токами I1I1 размер 12{I rSub { размер 8{1} } } } {} и I2I2 размер 12{I rSub { размер 8{2} } } {}, разделенные расстоянием rr размером 12{r} {}.Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны.

    Эта сила отвечает за пинч-эффект в электрических дугах и плазме. Сила существует независимо от того, есть ли токи в проводах или нет. В электрической дуге, где токи движутся параллельно друг другу, существует притяжение, которое сжимает токи в трубку меньшего размера. В больших автоматических выключателях, таких как те, которые используются в системах распределения электроэнергии по соседству, эффект защемления может концентрировать дугу между пластинами выключателя, пытаясь отключить большой ток, прожечь дыры и даже зажечь оборудование.Другой пример пинч-эффекта можно найти в солнечной плазме, где струи ионизированного материала, такие как солнечные вспышки, формируются под действием магнитных сил.

    Рабочее определение ампера основано на силе между токоведущими проводами. Обратите внимание, что для параллельных проводов, разделенных 1 метром, каждый из которых несет 1 ампер, сила на метр составляет

    Fl=4π×10−7T⋅м/A1 A22π1 m=2×10−7 Н/м. Fl=4π×10−7T⋅m/A1 A22π1 m=2×10−7 Н/м. size 12{ { {F} over {l} } = { { left (4π умножить на «10» rSup { size 8{- 7} } `T cdot «m/A» right ) left (1`A right ) rSup { размер 8 {2} } } над { влево (2π вправо) влево (1 «м» вправо)}} } = 2 раза «10» rSup { размер 8 {- 7} } » Н / м» «.»} {}

    22.33

    Поскольку размер µ0µ0 12{µ rSub { размер 8{0} } } {} точно равен 4π×10−7T⋅m/A4π×10−7T⋅m/A по определению, и поскольку 1 T=1 N/A⋅m1 T=1 N/A⋅m размер 12{1″ T»=» 1N/» слева (A cdot m справа)} {}, сила на метр точно равна 2×10− 7 Н/м2×10-7 Н/м размер 12{2 раза «10» rSup { размер 8{- 7} } `»Н/м»} {}. На этом основано рабочее определение ампера.

    Ампер

    Официальное определение ампера:

    Сила тока в один ампер через каждый из двух параллельных проводников бесконечной длины, разделенных расстоянием один метр в пустом пространстве, свободном от других магнитных полей, вызывает силу точно 2×10-7 Н/м2×10-7 Н/м размера 12 {2 раза «10» rSup { размер 8{ — 7} } » Н/м»} {} на каждом проводнике.

    Прямые провода бесконечной длины непрактичны, поэтому на практике баланс токов строится с помощью витков провода, разделенных несколькими сантиметрами. Сила измеряется для определения силы тока. Это также дает нам метод измерения кулона. Измеряем заряд, протекающий при токе в один ампер за одну секунду. То есть 1 C=1 A⋅s1 C=1 A⋅s size 12{1`C=1`A cdot s} {}. Как для ампера, так и для кулона метод измерения силы между проводниками является наиболее точным на практике.

    12.3 Магнитная сила между двумя параллельными токами – University Physics Volume 2

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Объясните, как параллельные провода, по которым текут токи, могут притягиваться или отталкиваться друг от друга
    • Дайте определение ампера и опишите, как он связан с токоведущими проводами
    • Расчет силы притяжения или отталкивания между двумя проводниками с током

    Можно было бы ожидать, что два проводника с током создают между собой значительные силы, поскольку обычные токи создают магнитные поля, а эти поля воздействуют на обычные токи значительными силами.Но вы можете не ожидать, что сила между проводами используется для определения ампера. Вы также можете удивиться, узнав, что эта сила как-то связана с тем, почему большие автоматические выключатели сгорают, когда они пытаются отключить большие токи.

    Силу между двумя длинными, прямыми и параллельными проводниками, разделенными расстоянием х , можно найти, применяя то, что мы разработали в предыдущих разделах. На рис. 12.9 показаны провода, их токи, поле, создаваемое одним проводом, и последующая сила, которую другой провод испытывает от созданного поля.Рассмотрим поле, создаваемое проволокой 1, и силу, которую она оказывает на проволоку 2 (назовем силу [латекс]{F}_{2}[/латекс]). Поле из-за [латекс]{I}_{1}[/латекс] на расстоянии r равно

    [латекс] {B}_{1}=\frac{{\mu }_{0}{I}_{1}}{2\pi r}[/latex]

    Рисунок 12.9  (a) Магнитное поле, создаваемое длинным прямым проводником, перпендикулярно параллельному проводнику, как показано по правилу правой руки (RHR)-2. (b) Вид сверху на два провода, показанных на (а), с одной линией магнитного поля, показанной для провода 1.RHR-1 показывает, что сила между параллельными проводниками притягивается, когда токи имеют одинаковое направление. Подобный анализ показывает, что сила отталкивающая между токами в противоположных направлениях.

    Это поле однородно от проволоки 1 и перпендикулярно ей, поэтому сила [латекс]{F}_{2}[/латекс], действующая на длину l проволоки 2, определяется выражением [латекс]F= IlB\mathrm{sin}\phantom{\rule{0.1em}{0ex}}\theta[/latex] с [латексом]\mathrm{sin}\phantom{\rule{0.1em}{0ex}}\theta = 1\текст{:}[/латекс]

    [латекс]{F}_{2}={I}_{2}l{B}_{1}.[/латекс]

    Силы на проводах равны по величине, поэтому мы просто пишем F для величины [латекс] {F} _ {2}. [/латекс] (Обратите внимание, что [латекс] {\ stackrel {\ to } {\textbf{F}}}_{1}=-{\stackrel{\to }{\textbf{F}}}_{2}.[/latex]) Поскольку провода очень длинные, удобно подумайте в терминах F/l , силы на единицу длины. Подстановка выражения для [латекс]{B}_{1}[/латекс] в уравнение 12.10 и изменение порядка членов дает

    [латекс]\frac{F}{l}=\frac{{\mu }_{0}{I}_{1}{I}_{2}}{2\pi r}.[/латекс]

    Отношение F/l есть сила на единицу длины между двумя параллельными потоками [латекс]{I}_{1}[/латекс] и [латекс]{I}_{2}[/латекс], разделенными расстояние р . Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны.

    Эта сила отвечает за пинч-эффект в электрических дугах и других плазмах. Сила существует независимо от того, есть ли токи в проводах или нет. Это очевидно только в том случае, если общая плотность заряда равна нулю; в противном случае кулоновское отталкивание преобладает над магнитным притяжением.В электрической дуге, где заряды движутся параллельно друг другу, сила притяжения сжимает токи в трубку меньшего размера. В больших автоматических выключателях, таких как те, которые используются в системах распределения электроэнергии по соседству, эффект защемления может концентрировать дугу между пластинами выключателя, пытаясь отключить большой ток, прожечь дыры и даже зажечь оборудование. Другой пример пинч-эффекта можно найти в солнечной плазме, где струи ионизированного материала, такие как солнечные вспышки, формируются под действием магнитных сил.{\text{−7}}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{Н/м}.[/latex] Это основа определения ампера.

    Провода бесконечной длины нецелесообразны, поэтому на практике баланс токов строится с помощью витков провода, отстоящих друг от друга на несколько сантиметров. Сила измеряется для определения силы тока. Это также дает нам метод измерения кулона. Измеряем заряд, протекающий при токе в один ампер за одну секунду. То есть [латекс]\текст{1 С}=\текст{1 А}\cdot \text{s}.[/латекс] Как для ампера, так и для кулона метод измерения силы между проводниками является наиболее точным. на практике.

    Пример

    Расчет сил на проводах

    Два провода, по обоим проводящим ток вне страницы, имеют ток величиной 5,0 мА. Первый провод расположен на (0,0 см, 3,0 см), а другой провод расположен на (4,0 см, 0,0 см), как показано на рисунке 12.10. Чему равна магнитная сила на единицу длины первого провода на второй и второго провода на первый?

    Рисунок 12.10  Два токонесущих провода в заданных местах с током вне страницы.
    Стратегия

    Каждый провод создает магнитное поле, ощущаемое другим проводом. Расстояние по гипотенузе треугольника между проводами — это радиальное расстояние, используемое в расчетах для определения силы на единицу длины. Поскольку по обоим проводам текут токи в одном направлении, сила направлена ​​друг к другу.

    Решение
    Показать ответ

    Расстояние между проводами получается из нахождения гипотенузы треугольника:

    [латекс] r = \ sqrt {{\ left (\ text {3.{\ text {−11}} \ hat {\ textbf {j}} \ right) \ text {N / m}. [/latex]

    Значение

    Эти провода создавали магнитные поля одинаковой величины, но противоположного направления в местах расположения друг друга. Независимо от того, одинаковы поля или нет, силы, с которыми провода действуют друг на друга, всегда равны по величине и противоположны по направлению (третий закон Ньютона).

    Проверьте свое понимание

    Два провода, по обоим проводящим ток вне страницы, имеют ток величиной 2.{\text{−12}}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{N/m}[/latex]

    Резюме

    • Сила между двумя параллельными токами [латекс]{I}_{1}[/латекс] и [латекс]{I}_{2},[/латекс], разделенными расстоянием r , имеет величину в единица длины определяется как [латекс]\frac{F}{l}=\frac{{\mu }_{0}{I}_{1}{I}_{2}}{2\pi r}.[ /латекс]
    • Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны.

    Концептуальные вопросы

    Сравните и сопоставьте электрическое поле бесконечной линии заряда и магнитное поле бесконечной линии тока.

    Является ли [латекс]\stackrel{\to }{\textbf{B}}[/латекс] постоянной по величине для точек, лежащих на силовой линии магнитного поля?

    Показать решение

    Линия магнитного поля указывает направление магнитного поля в любой точке пространства. Плотность силовых линий магнитного поля указывает на силу магнитного поля.

    Проблемы

    Два длинных прямых провода расположены параллельно на расстоянии 25 см друг от друга. а) Если по каждому проводу течет ток силой 50 А в одном и том же направлении, какова магнитная сила на метр, действующая на каждый провод? б) Сила стягивает провода вместе или раздвигает их? в) Что произойдет, если токи текут в противоположных направлениях?

    Два длинных прямых провода расположены параллельно на расстоянии 10 см друг от друга.{\text{−6}}\text{Н/м}[/latex] по направлению к другому проводу

    Два длинных параллельных провода подвешены на шнурах длиной 5,0 см, как показано на прилагаемом рисунке. Каждый провод имеет массу на единицу длины 30 г/м, и по ним течет одинаковый ток в противоположных направлениях. Какова сила тока, если шнуры висят на уровне [латекс]6.0\текст{°}[/латекс] относительно вертикали?

    Цепь с током I имеет два длинных параллельных отрезка провода, по которым течет ток в противоположных направлениях.{2}\справа)}\шляпа{\textbf{j}}\справа)[/латекс]

    По бесконечному прямому проводу, показанному на прилагаемом рисунке, течет ток [латекс]{I}_{1}.[/латекс] По прямоугольной петле, длинные стороны которой параллельны проводу, течет ток [латекс]{I }_{2}.[/latex] Каковы величина и направление силы, действующей на прямоугольную петлю со стороны магнитного поля проволоки?

    Лицензии и атрибуты

    Магнитная сила между двумя параллельными токами. Автор: : Колледж OpenStax. Расположен по адресу : https://openstax.org/books/university-physics-volume-2/pages/12-3-magnet-force-between-two-parallel-currents. Лицензия : CC BY: Attribution . Условия лицензии : Скачать бесплатно по адресу https://openstax.org/books/university-physics-volume-2/pages/1-introduction

    22.10 Сила магнитного поля между двумя параллельными проводниками – College Physics

    Резюме

    • Опишите действие магнитной силы между двумя проводниками.
    • Рассчитайте силу между двумя параллельными проводниками.

    Можно ожидать, что между проводниками с током действуют значительные силы, поскольку обычные токи создают значительные магнитные поля, а эти поля воздействуют на обычные токи значительными силами. Но вы можете не ожидать, что сила между проводами используется для определения ампера. Вы также можете удивиться, узнав, что эта сила как-то связана с тем, почему большие автоматические выключатели сгорают, когда они пытаются отключить большие токи.

    Силу между двумя длинными прямыми и параллельными проводниками, разделенными расстоянием $latex \boldsymbol{r} $, можно найти, применяя то, что мы разработали в предыдущих разделах. На рис. 1 показаны провода, их токи, поля, которые они создают, и последующие силы, которые они воздействуют друг на друга. Рассмотрим поле, создаваемое проволокой 1, и силу, действующую на проволоку 2 (назовем силу $latex \boldsymbol{F_2} $). Поле, создаваемое $latex \boldsymbol{I_1} $ на расстоянии $latex \boldsymbol{r} $, равно

    $латекс \boldsymbol{B_1 =} $ . Рис. 1. (a) Магнитное поле, создаваемое длинным прямым проводником, перпендикулярно параллельному проводнику, как показано RHR-2. (b) Вид сверху на два провода, показанных на (а), с одной линией магнитного поля, показанной для каждого провода. RHR-1 показывает, что сила между параллельными проводниками притягивается, когда токи имеют одинаковое направление. Подобный анализ показывает, что сила отталкивающая между токами в противоположных направлениях.

    Это поле однородно вдоль провода 2 и перпендикулярно ему, поэтому сила $latex \boldsymbol{F_2} $, действующая на провод 2, определяется выражением $latex \boldsymbol{F = IlB \;\textbf{sin} \; \theta} $ с $латексом \boldsymbol{\textbf{sin} \;\theta = 1} $:

    $латекс \boldsymbol{F_2 = I_2lB_1}.$

    По третьему закону Ньютона силы на проводах равны по величине, поэтому мы просто пишем $latex \boldsymbol{F} $ для величины $latex \boldsymbol{F_2} $. (Обратите внимание, что $latex \boldsymbol{F_1 = -F_2} $.) Поскольку провода очень длинные, удобно думать в терминах $latex \boldsymbol{F / l} $, сила на единицу длины. Подстановка выражения для $latex \boldsymbol{B_1} $ в последнее уравнение и перестановка членов дает

    $latex \boldsymbol{F/l} $ сила на единицу длины между двумя параллельными токами $latex \boldsymbol{I_1} $ и $latex \boldsymbol{I_2} $, разделенными расстоянием $latex \boldsymbol{r} $ .Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны.

    Эта сила отвечает за пинч-эффект в электрических дугах и плазме. Сила существует независимо от того, есть ли токи в проводах или нет. В электрической дуге, где токи движутся параллельно друг другу, существует притяжение, которое сжимает токи в трубку меньшего размера. В больших автоматических выключателях, таких как те, которые используются в системах распределения электроэнергии по соседству, эффект защемления может концентрировать дугу между пластинами выключателя, пытаясь отключить большой ток, прожечь дыры и даже зажечь оборудование.{-7} \;\textbf{Н/м}} $ на каждом проводнике.

    Прямые провода бесконечной длины непрактичны, поэтому на практике баланс токов строится с помощью витков провода, разделенных несколькими сантиметрами. Сила измеряется для определения силы тока. Это также дает нам метод измерения кулона. Измеряем заряд, протекающий при токе в один ампер за одну секунду. То есть $latex \boldsymbol{1 \;\textbf{C} = 1 \;\textbf{A} \cdot \;\textbf{s}} $. Как для ампера, так и для кулона метод измерения силы между проводниками является наиболее точным на практике.

    • Сила между двумя параллельными токами $latex \boldsymbol{I_1} $ и $latex \boldsymbol{I_2} $, разделенными расстоянием $latex \boldsymbol{r} $, имеет величину на единицу длины, определяемую выражением
    • Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны.

    Концептуальные вопросы

    1: Сила притяжения или отталкивания между горячей и нейтральной линиями, подвешенными к опорам? Почему?

    2: Если у вас есть три параллельных провода в одной плоскости, как на рис. 2, с токами в двух крайних, протекающих в противоположных направлениях, возможно ли, чтобы средний провод отталкивался от обоих? Привлекают обоих? Объяснять.

    Рисунок 2. Три параллельных копланарных провода с токами по двум внешним в противоположных направлениях.

    3: Предположим, два длинных прямых провода идут перпендикулярно друг другу, не касаясь друг друга. Оказывает ли одно действие силы на другое? Если да, то каково его направление? Оказывает ли один чистый крутящий момент на другой? Если да, то каково его направление? Обоснуйте свои ответы, используя правила правой руки.

    4: Используйте правила правой руки, чтобы показать, что сила между двумя петлями на рисунке 3 является притягивающей, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивающей, если они направлены в противоположные стороны.Согласуется ли это с тем, что одинаковые полюса петель отталкиваются, а разные полюса петель притягиваются? Нарисуйте эскизы, чтобы обосновать свои ответы.

    Рисунок 3. Две петли проводов, по которым текут токи, могут оказывать друг на друга силы и крутящие моменты.

    5: Если один из контуров на рисунке 3 слегка наклонен относительно другого и их токи имеют одинаковое направление, каковы направления крутящих моментов, которые они действуют друг на друга? Означает ли это, что полюса создаваемых ими магнитоподобных полей совпадут друг с другом, если петлям будет позволено вращаться?

    6: Линии электрического поля могут быть экранированы эффектом клетки Фарадея.Можем ли мы иметь магнитное экранирование? Можем ли мы иметь гравитационное экранирование?

    Задачи и упражнения

    1: (a) Горячий и нейтральный провода, подводящие постоянный ток к легкорельсовому пригородному поезду, имеют ток 800 А и находятся на расстоянии 75,0 см друг от друга. Какова величина и направление силы между 50,0 м этих проводов? (b) Обсудите практические последствия этой силы, если таковые имеются.

    2: Усилие на метр между двумя проводами соединительного кабеля, используемого для запуска заглохшего автомобиля, равно 0.225 Н/м. а) Какова сила тока в проводах, если расстояние между ними 2 см? б) Сила притягивает или отталкивает?

    3: Отрезок провода длиной 2,50 м, питающий двигатель подводной лодки, несет ток 1000 А и испытывает отталкивающую силу 4,00 Н от параллельного провода на расстоянии 5,00 см. Каково направление и величина тока в другом проводе?

    4: Провод, идущий на 400 А к двигателю пригородного поезда, испытывает силу притяжения $latex \boldsymbol{4.{-3} \;\textbf{Н/м}} $ из-за параллельного провода, несущего 5,00 А к фаре. а) На каком расстоянии друг от друга расположены провода? б) Направлены ли течения в одном направлении?

    5: Шнур прибора переменного тока имеет горячие и нейтральные провода, разделенные расстоянием 3,00 мм, и пропускает ток 5,00 А. а) Какова средняя сила на метр между проводами шнура? б) Какова максимальная сила на метр между проводами? в) Являются ли силы притягивающими или отталкивающими? (d) Нужны ли шнурам электроприборов какие-либо специальные конструктивные особенности для компенсации этих сил?

    6:  На рис. 4 показан длинный прямой провод рядом с прямоугольной токовой петлей.Каковы направление и величина полной силы, действующей на петлю?

    Рис. 4.

    7: Найдите направление и величину силы, действующей на каждый провод на рис. 5(а), с помощью сложения векторов.

    Рисунок 5.

    8: Найдите направление и величину силы, действующей на каждый провод на рисунке 5(b), используя сложение векторов.

    Решения

    Задачи и упражнения

    1: (а) 8.{\circ}} $ вниз слева

     

    Когда по двум параллельным проводам течет ток в одном направлении, провода будут? – Бездорожный магазин

    Когда по двум параллельным проводам течет ток в одном направлении, провода будут?

    Два параллельных провода, по которым текут токи в одном направлении, притягиваются друг к другу из-за магнитного взаимодействия между двумя проводами, по которым текут токи, потому что ток в проводе создает магнитное поле, а магнитное взаимодействие носит притягивающий характер, когда ток в двух параллельных проводах находится в в том же направлении.

    Как ведут себя два параллельных провода тока?

    Таким образом, если у вас есть два параллельных провода с током, вокруг которых вращаются магнитные поля в одном направлении, они будут притягиваться друг к другу, как показано в руководстве; в точке, в которой пересекаются их соответствующие магнитные поля, они движутся в противоположных направлениях, и противоположности притягиваются.

    Какова сила между двумя параллельными токами?

    F/l — сила на единицу длины между двумя параллельными токами I1 и I2, разделенными расстоянием r.Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны. Эта сила отвечает за пинч-эффект в электрических дугах и плазме.

    Какова сила по величине и направлению между двумя проводами?

    После того, как вы рассчитали силу на проводе 2, конечно, сила на проводе 1 должна быть точно такой же величины и в противоположном направлении в соответствии с третьим законом Ньютона. радиальное расстояние между проводами r = m, магнитное поле на проводе 2 равно B = Tesla = Gauss.Магнитное поле Земли составляет около 0,5 Гс.

    Какая сила действует между двумя длинными параллельными проводами, по которым течет ток в одном направлении?

    Что произойдет, если один из токов изменится на противоположный? Сила притяжения. Когда один ток меняется на противоположный, сила, действующая между двумя параллельными проводами, по которым текут токи, становится отталкивающей.

    Могут ли провода притягиваться друг к другу?

    Обратите внимание, что два провода, по которым течет ток в одном направлении, притягиваются друг к другу и отталкиваются, если токи противоположны по направлению.

    Почему два провода с током притягиваются друг к другу?

    Когда токи текут в одном направлении, магнитное поле будет противоположным, и провода будут притягиваться. Если электроны в обоих проводах движутся в одном направлении, они видят одинаковое количество электронов в другом проводе (поскольку они движутся с одинаковой скоростью).

    Почему 2 параллельных проводника действуют друг на друга с силой?

    Поскольку по обоим проводам течет ток в одном направлении, сила направлена ​​друг к другу.Независимо от того, одинаковы поля или нет, силы, с которыми провода действуют друг на друга, всегда равны по величине и противоположны по направлению (третий закон Ньютона).

    Почему по двум проводам течет ток?

    После расчета магнитного поля выражение магнитной силы можно использовать для расчета силы. Направление получается из правила правой руки. Обратите внимание, что два провода, по которым течет ток в одном направлении, притягиваются друг к другу и отталкиваются, если токи противоположны по направлению.

    Почему два параллельных провода, по которым течет ток в противоположном направлении, отталкиваются друг от друга?

    Параллельные провода, по которым текут токи, будут действовать друг на друга. Один провод создает магнитное поле, которое влияет на другой провод, и наоборот. Когда ток течет одинаково в двух проводах, сила притяжения. Когда токи идут в противоположных направлениях, сила отталкивающая.

    Какова сила между двумя проводами?

    Как найти силу между двумя параллельными токами?

    Силу между двумя длинными, прямыми и параллельными проводниками, разделенными расстоянием r, можно найти, применяя то, что мы разработали в предыдущих разделах.(Рисунок) показывает провода, их токи, поле, создаваемое одним проводом, и последующую силу, которую другой провод испытывает от созданного поля.

    Какая сила действует между двумя проводами с током?

    Рисунок 22.2. 1: Два параллельных провода с током будут притягивать друг друга, если их токи имеют одинаковое направление. Первый провод создаст магнитное поле B → 1 в форме кругов, концентричных проводу.

    Сколько проводов параллельны и находятся на расстоянии 10 см друг от друга?

    Два длинных прямых провода расположены параллельно на расстоянии 10 см друг от друга.По одному течет ток 2,0 А, по другому ток 5,0 А. (а) Если два тока текут в противоположных направлениях, какова величина и направление силы, приходящейся на единицу длины одного провода на другой?

    Когда сила между параллельными проводниками притягивается?

    RHR-1 показывает, что сила притяжения между параллельными проводниками притягивается, когда токи имеют одинаковое направление. Подобный анализ показывает, что сила отталкивающая между токами в противоположных направлениях.Это поле однородно от провода 1 и перпендикулярно ему, поэтому сила, которую оно оказывает на длину l провода 2, определяется выражением

    Магнитная сила между двумя параллельными проводниками

    Генерация магнитного поля

    Неподвижный заряд создает вокруг себя электрическое поле. Когда этот заряд движется, он создает вокруг себя магнитное поле. Величина этого поля дана в уравнении 1.

    Уравнение 1
    • B — сила (величина) магнитного поля в теслах (Тл).
    • мкОм — это константа, равная 4π x 10-7 тесла-метров на ампер (Тм/А).
    • I — ток через провод в амперах (А).
    • r — расстояние между проводами в метрах (м).

    На диаграмме 1 показана схема, в которой два параллельных провода проходят ток в одном направлении.

    Диаграмма 1

    Чтобы определить направление магнитных полей, создаваемых проводами с током, мы должны использовать прием, называемый правилом правой руки.Чтобы определить магнитное поле, создаваемое проводом в месте расположения второго провода, обхватите провод правой рукой так, чтобы большой палец указывал в направлении тока. Представьте, что вы нарисовали на тыльной стороне ладони несколько коротких стрелок, направленных от запястья к кончику указательного пальца, как показано на диаграмме 2. Эти стрелки указывают направление магнитного поля.

    Диаграмма 2

    Мы предполагаем, что это ток положительного заряда.Если бы это был ток с отрицательным зарядом, магнитное поле было бы в противоположных направлениях.

    Правило правой руки для определения ориентации магнитного поля, создаваемого проводом с током

    Мы видим, что магнитное поле состоит из колец вокруг провода. Давайте посмотрим на крупный план того, как магнитное поле наматывается на провод, как показано на диаграмме 3.

    Диаграмма 3

    Точка означает, что магнитное поле выходит из экрана, а X означает, что магнитное поле направлено на экран.

    Магнитная сила на параллельных проводах

    Уравнение 2 используется для определения величины силы на проводе из-за магнитного поля, создаваемого параллельным проводом с током.

    Уравнение 2
    • F — сила, действующая на провод в ньютонах (Н).
    • I — сила тока в амперах (А).
    • L – длина провода в метрах (м).
    • B — магнитное поле в месте расположения провода в теслах (Тл).
    • θ — угол между линией, проведенной между проводами, и самим проводом в градусах. Для параллельных проводов θ = 90o.

    Сила является вектором, что означает, что она должна иметь величину (число) и связанное с ней направление. Для определения направления силы, действующей на провод с током в магнитном поле, воспользуемся другим вариантом правила правой руки. Положите ладонь так, чтобы большой палец был перпендикулярен ладони.Вспомните классический жест рукой «стоп — не двигайся». Для определения направления силы, действующей на провод, укажите пальцем «руки со знаком стоп» в направлении тока. Согните пальцы в направлении магнитного поля, создаваемого другим проводом. Ваш большой палец указывает направление магнитной силы.

    Пример

    Давайте рассмотрим пример, в котором мы хотим определить, что происходит с обоими проводами на схеме 4.

    Диаграмма 4

    Первое, что нам нужно сделать, это рассчитать магнитное поле на каждом проводе.

    Магнитное поле на проводе 1 равно

    и магнитное поле на проводе 2 равно

    Теперь мы можем рассчитать силу, действующую на каждый провод.

    Магнитная сила на проводе 1 равна

    и магнитная сила на проводе 2 равна

    Все, что нам осталось сделать, это определить направление каждой силы на обоих проводах.

    Для провода 1 направьте пальцы правой руки вправо, убедившись, что ладонь обращена к экрану, и согните пальцы в экран. Большой палец указывает вверх. Для провода 2 направьте пальцы правой руки вправо, убедившись, что ваша ладонь обращена в сторону от экрана, и согните пальцы от экрана. Большой палец указывает вниз. Это показывает нам, что провода прижимаются друг к другу.

    Итак, так же, как два наших участника в нашей аналогии притягиваются друг к другу во время ходьбы по бревну, магнитная сила между двумя параллельными проводниками толкает провода друг к другу, если их токи движутся в одном направлении.

    Краткий обзор урока

    Движущиеся заряды генерируют магнитные поля. Силу магнитного поля можно рассчитать по уравнению 1.

    Уравнение 1

    Правило правой руки, когда вы указываете большим пальцем в направлении положительного тока носителей заряда и обхватываете провод пальцами, определяет ориентацию магнитного поля, создаваемого этим проводом. Точки означают, что поле направлено на экран, а крестики означают, что поле направлено за пределы экрана.

    Если более одного провода с током находятся рядом с другим проводом с током, все они будут чувствовать магнитную силу. Величина силы определяется уравнением 2.

    Уравнение 2

    Правило правой руки, когда вы держите руку в классическом положении «стоп», указываете пальцами в направлении тока, а затем сгибаете их в направлении магнитного поля, позволяет большому пальцу указывать в направлении силы на этом проводе.

    Физика для науки и техники II

    8.7 Параллельные токонесущие провода от Office of Academic Technologies на Vimeo.

    • Пример 1: параллельные провода
    • Пример 2: параллельные провода

    8.7 Токонесущие параллельные провода

    Хорошо. Ранее мы видели, что движущийся заряд или сгусток движущихся зарядов, представляющий собой электрический ток, является источником магнитного поля.Другими словами, одиночный движущийся заряд или электрический ток создает магнитное поле. Если мы поместим любой другой движущийся заряд q v или проводник с током внутри этой области, то это внешнее магнитное поле будет воздействовать магнитной силой на этот движущийся заряд или движущиеся заряды.

    Сначала мы изучили первую часть этих взаимодействий и рассмотрели, как магнитное поле генерируется из его источника, и сначала мы ввели экспериментальный закон, который был назван законом Био-Савара, и для одного заряда было дано, что сила, что магнитное поле, создаваемое одиночным движущимся зарядом, равно магнитной проницаемости в свободном пространстве, деленной на 4 π умножить на q v поперечный единичный вектор в радиальном направлении, деленный на квадрат расстояния в этот момент между движущийся заряд и точка интереса.

    Или для связки движущихся зарядов, то есть проводника с током, магнитное поле было равно μ 0 на 4 π . Интеграл от i d l пересечения r с r 3. Мы получили член r 3 после того, как выразили этот единичный вектор в радиальном направлении через вектор положения r .

    Затем мы пошли дальше и ввели еще один закон, который назвали «законом Ампера», для расчета магнитного поля.В этом случае закон был задан как B , магнитное поле, отмеченное вектором приращения смещения d l , интегрированным по замкнутому контуру, c , равно проницаемому свободному пространству, примерно в 0 раз превышающему чистый ток, протекающий через область, окруженная этой петлей.

    Теперь эти два закона помогли нам рассчитать, как магнитное поле генерируется из его источника, и вторую часть этого или этих взаимодействий, силу, действующую внешним магнитным полем на движущийся заряд, которую мы назвали «магнитной силой». », вычислено из q v пересечения B .Таким образом, движущийся заряд q v , пересечение вектора с вектором внешнего магнитного поля дало нам силу, создаваемую этим внешним магнитным полем. И, конечно же, чтобы получить эту силу, заряд должен был двигаться. Если он покоится, другими словами, если v равно 0, естественно, магнитное поле не будет генерировать эту магнитную силу на этот заряд.

    И, кроме того, или около того, рассматривая свойства этой силы, мы сказали, что если заряд движется либо параллельно магнитному полю, либо антипараллельно магнитному полю, в этих случаях или около того магнитное поле не будет генерировать магнитную силу. на этом обвинении.Помните, мы смотрели на величину этой силы, которая равна qv величин, умноженных на синус угла big B . А так как синус 0 или синус 180° равен 0, то сила, действующая на эту частицу, будет равна 0,

    .

    Для сгустка движущихся зарядов, движущихся по проводу для электрического тока, то эта сила была равна интегралу от i d l крест B . Другими словами, мы смотрели на силу, действующую на очень маленький отрезок провода из-за этого внешнего магнитного поля, а затем мы смотрели на следующий отрезок и следующий отрезок, и получали все эти силы, а затем суммировали их векторно и процесс сложения есть не что иное, как интегрирование по длине этого провода.Тогда мы закончили с общей силой.

    Теперь мы рассмотрим, рассмотрим пример, который будет иметь дело с обеими частями этих взаимодействий. Рассмотрим два параллельных прямолинейных провода с током. В этом случае у нас есть два длинных прямых провода, как эти, параллельные провода. И предположим, что они несут токи i a для первого и i b для другого. В восходящем они оба, в восходящем направлении, а также допустим, что длина этих проводов равна l и они удалены друг от друга на расстояние d .

    Итак, здесь мы знаем, что каждый из этих проводов будет генерировать свое собственное магнитное поле, а магнитное поле, создаваемое током a , будет внешним магнитным полем для тока b . Другими словами, тогда магнитное поле тока a будет воздействовать на ток b . Точно так же ток b будет генерировать собственное магнитное поле, и это магнитное поле будет внешним магнитным полем для тока a. Итак, внешнее магнитное поле, связанное с током b , будет воздействовать на ток a .

    Если мы посмотрим на направление этих сил, для тока a , удерживая большой палец правой руки в направлении течения тока и сгибая пальцы правой руки над большим пальцем, мы увидим, что это будет генерировать концентрические магнитные поля. линии поля, и поскольку ток идет вверх, а эти линии поля будут вращаться против часовой стрелки.Следовательно, в трехмерном смысле, когда они движутся по этому проводу в направлении против часовой стрелки, они будут выходить из плоскости с левой стороны этого провода и идти до конца и входить в плоскость в месте расположения тока. б или проволока б . Следовательно, магнитное поле, создаваемое током a , будет направлено в плоскость в месте расположения тока b .

    Теперь, поскольку это внешнее магнитное поле, по отношению к току b , оно создаст силу q v cross B силу, или, я бы сказал, id l cross B усилие на этом проводе.А i d l является элементом направления течения тока. Поэтому он будет указывать вверх. B находится в плоскости, в плоскости, поэтому i d l крест B создаст магнитную силу, направленную влево. И это будет сила на проводе b из-за провода a . Это наш провод b , а это наш провод a .

    Аналогичным образом, если мы продолжим и применим ту же процедуру для тока b , ток b будет генерировать собственное магнитное поле.Опять же, удерживая большой палец правой руки в направлении потока тока, соответствующие силовые линии магнитного поля будут иметь форму концентрических окружностей, вращающихся против часовой стрелки. Таким образом, эти линии будут входить в плоскость с правой стороны и выходить из плоскости с левой стороны. В месте расположения провода a магнитное поле, создаваемое током b , будет выходить из плоскости. А это магнитное поле B b .

    Это магнитное поле будет внешним магнитным полем для этого провода, и поэтому оно будет генерировать id l перекрестную B силу на каждом сегменте провода a и id l снова направление течения тока, вверх. B выходит из самолета. i d l крест B создаст дополнительную силу d F ab , и вся эта сила будет направлена ​​в одном направлении для всех этих сегментов.Поэтому, когда мы добавляем их, результирующая сила будет направлена ​​вправо, и это сила на a из-за текущего b . И, очевидно, исходя из принципа действия и противодействия, мы будем ожидать, что эти две силы будут иметь одинаковую величину. Если мы посмотрим на природу этих сил, мы легко увидим, что они будут притягательными.

    Если мы рассмотрим случай, когда ток течет в противоположных направлениях по этим двум параллельным проводам, то применяя ту же процедуру или тот же анализ, скажем, если ток a идет вверх, а ток b течет через провод b в направлении вниз.Ток a , снова используя правильное правило, будет генерировать магнитное поле B a , которое входит в плоскость в проводе местоположения b . А ток b будет генерировать магнитное поле, удерживая большой палец правой руки направленным вниз и вращая пальцами правой руки в направлении примерно большого пальца вокруг провода, мы увидим, что линии магнитного поля будут приближаться выходит из самолета с правой стороны и входит в самолет с левой стороны.Следовательно, в месте расположения провода a магнитное поле, создаваемое током b , будет направлено в плоскости.

    Теперь, если мы посмотрим на направление силы, создаваемой этими внешними магнитными полями на этих проводах. Для силы, действующей на ток b из-за провода, или ток a , i d l крест B . i d l будет направлен вниз. B находится в плоскости и по правилу правой руки, i d l пересечение B создаст силу вправо, и это будет сила на b из-за a .Точно так же, если мы рассмотрим ток a , который находится внутри этого внешнего магнитного поля B , id l крест B будет генерировать силу влево, как это, и это сила на a из-за b .

    Итак, в этом случае природа двух сил в основном отталкивающая. Следовательно, здесь мы можем говорить о силе притяжения, когда по этим двум проводам течет ток в одном направлении, а если ток течет в противоположных направлениях по этим двум параллельным проводам, то мы получаем силы отталкивания.На самом деле можно наблюдать существование этих сил, если мы подвесим два провода и позволим течь току в одном направлении по обоим из них, мы увидим, что они будут двигаться навстречу друг другу под действием этих сил притяжения. С другой стороны, если мы позволим току течь в противоположных направлениях, то мы увидим, что они будут удаляться друг за друга.

    Хорошо, теперь из третьего закона Ньютона мы знаем, что величины этих сил должны быть равны друг другу, и назовем эту величину как F .Поскольку F равно интегралу от id l cross B , это магнитная сила, и если мы просто посчитаем либо F ba , либо F 5 ab ab 5 ab случаев, что будет равно интегралу от id l . Итак, если мы рассмотрим этот провод здесь, i d l будет направлен вверх, а B будет направлен в плоскость, поэтому угол между ними будет 90 °.А так как i постоянно, а B постоянно, мы можем взять это вне интеграла. Синус 90 это всего лишь 1.

    Тогда мы получаем, что F просто равно iB , умноженному на интеграл dl , интегрированный по всей длине этого провода, и мы называем эту длину как l . Следовательно, это интегрирование даст нам всего х , поэтому величина этой силы будет х умножить на В умножить на х .

    Если мы выразим магнитное поле и, конечно, рассмотрим силу F ba — так давайте назовем это F ba , тогда ток, текущий по этому проводу, равен i b и магнитное, внешнее магнитное поле создается током a и, следовательно, это B a . Затем, если мы продолжим эти индексы, у нас будет i b , B a , и здесь мы будем иметь i b и B 1 a , умноженное на a .Если мы запишем явную форму B a , то магнитное поле, создаваемое этим прямым проводником с током, а мы вычислили для такого длинного прямого провода с током ранее, применяя либо закон Био-Савара, либо Закон Ампера, мы выяснили, что это равно, что магнитное поле равно μ 0 умноженное на силу тока, что равно i a , деленное на 2 π умноженное на расстояние от провода до точка интереса.Таким образом, от этого провода до точки интереса или расстояние между точкой интереса и проводом просто равно d. Следовательно, здесь у нас будет 2 πd .

    Итак, мы заставляем на проволоке B из-за проволоки A будет равным I B раз B A и это μ 0 I A 2 πd и раз l . Конечно, это также равно силе, по величине, на a из-за провода b. Величина этих сил для обоих этих двух случаев будет одинаковой, и их направления будут зависеть от того, как ток течет по этим проводам, в том же ли направлении или в противоположном направлении, тогда мы будем в конечном итоге с силами притяжения или отталкивания.

    Чему равна сила между двумя параллельными проводниками с током? — Ответы на все

    Какова сила между двумя параллельными проводниками с током?

    Официальное определение ампера: Один ампер тока через каждый из двух параллельных проводников бесконечной длины, разделенных одним метром в пустом пространстве, свободном от других магнитных полей, вызывает силу ровно 2 × 10–7 Н/м на каждого проводника.

    Будет ли пара параллельных проводов с током оказывать друг на друга силы, чегг?

    Параллельные провода, по которым текут токи, будут действовать друг на друга. Каждый провод создает магнитное поле, которое влияет на другой провод. Когда токи текут в противоположных направлениях, тогда сила отталкивающая.

    Что происходит, когда по двум параллельным проводам текут токи в одном направлении?

    Таким образом, когда по двум параллельным проводам течет ток в одном и том же направлении, они оказывают друг на друга равные и противоположные силы притяжения.Силы не будет, так как токи нейтрализуют. Между проводами будет сила притяжения. Между проводами возникнет сила отталкивания.

    Почему два параллельных проводника с током действуют друг на друга с силой?

    Ответ: Итак, если у нас есть два токопроводящих провода, которые называются параллельными проводами с вращающимися вокруг них магнитными полями в одном и том же направлении, они будут притягиваться друг к другу, то есть в точке, в которой пересекаются их соответствующие магнитные поля. .

    Как изменится сила между двумя параллельными проводами с током, если ток в каждом проводе удвоится?

    Если расстояние между двумя параллельными проводниками с током увеличить вдвое, какова сила между ними? Сила, действующая на один провод из-за токов по двум проводам, обратно пропорциональна расстоянию между ними. Таким образом, сила увеличивается в 1/2 раза, если расстояние между проводами увеличивается вдвое.

    Какова природа силы между двумя параллельными проводниками с током в разных направлениях?

    Итак, в данном случае две силы действуют противоположно друг другу.Так что можно сказать, что они отталкивающие. Поэтому мы можем заключить, что если ток в двух проводниках, расположенных параллельно, направлен в противоположную сторону, сила, действующая на проводник, будет восприниматься как отталкивающая.

    Почему два параллельных провода, по которым течет ток в противоположном направлении, отталкиваются друг от друга?

    Направление магнитного поля на проводнике определяется правилом правой руки Флеминга. Таким образом, получается, что направления магнитного поля оказываются противоположными друг другу.Это приводит к отталкиванию проводников с током в противоположных направлениях относительно друг друга и наоборот.

    Почему два параллельных провода, по которым течет ток в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга?

    В чем причина того, что два параллельных провода с током отталкивают друг друга?

    Когда токи текут в одном направлении, магнитное поле будет противоположным, и провода будут притягиваться. Если токи текут в противоположных направлениях, электроны «увидят» более высокую плотность электронов в другом проводе из-за релятивистского сокращения длины.И провода будут отталкиваться.

    Почему два параллельных провода, по которым течет ток в противоположных направлениях, отталкиваются друг от друга?

    Какова природа силы между двумя параллелями?

    Сила между двумя параллельными проводниками носит притягивающий характер, если ток течет в одном направлении в обоих проводниках, тогда как сила отталкивания, если ток течет в противоположных направлениях в проводниках.

    Почему два параллельных провода с током притягиваются друг к другу?

    Когда токи текут в одном направлении, магнитное поле будет противоположным и провода будут притягиваться.Если токи текут в противоположных направлениях, электроны «увидят» более высокую плотность электронов в другом проводе из-за релятивистского сокращения длины.

    Как магниты А и В притягиваются друг к другу?

    Магниты А и В одинаково притягиваются друг к другу (третий закон Ньютона). если А тянет В с силой 50 ньютонов, то В также тянет А с силой 50 ньютонов. громкоговоритель состоит из конуса, прикрепленного к катушке с током, находящейся в магнитном поле. какая связь между колебаниями тока и колебаниями конуса?

    Почему магниты прилипают к противоположной полярности?

    притяжение произойдет, потому что магнит индуцирует противоположную полярность в соседнем куске железа.север повлечет за собой юг, а юг повлечет за собой север. это похоже на индукцию заряда, когда воздушный шар прилипает к стене независимо от того, положительный он или отрицательный.

    .
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.