Какое магнитное поле действует на прямоугольную рамку с размерами 5 см и 20 см, когда плоскость рамки расположена

Содержание вопроса: Магнитное поле вокруг провода с током

Пояснение:
У нас есть прямоугольная рамка с размерами 5 см и 20 см, и она расположена таким образом, что плоскость рамки перпендикулярна линиям магнитного поля.

Когда электрический ток проходит через провод, вокруг провода возникает магнитное поле. Формула для расчета магнитного поля начинается с B = (μ₀ * I) / (2 * π * r), где B - магнитная индукция, μ₀ - магнитная постоянная (равная 4π * 10^-7 T*m/A), I - ток в проводе и r - расстояние от провода до точки, в которой мы измеряем магнитное поле.

В нашем случае прямоугольная рамка расположена так, что плоскость рамки параллельна проводу и перпендикулярна линиям магнитного поля. Если мы рассмотрим самую длинную сторону рамки (20 см), то можно представить, что это сторона провода. Таким образом, расстояние от провода до точки на рамке будет равно половине ширины рамки (2,5 см).

Подставив значения в формулу, получим:
B = (4π * 10^-7 T*m/A * I) / (2 * π * 0,025 m)
Упрощая, получаем:
B = (2 * 10^-6 T * I) / (0,025 m)
Упрощая еще раз:
B = 8 * 10^-5 T * I.

Таким образом, магнитное поле, действующее на прямоугольную рамку, будет равно 8 * 10^-5 T умножить на ток в проводе.

Демонстрация: Предположим, что ток в проводе равен 2 Амперам. Тогда магнитное поле, действующее на прямоугольную рамку, будет равно 8 * 10^-5 Т * 2 А = 1,6 * 10^-4 Т.

Совет: Для лучшего понимания концепции магнитного поля проведите собственный эксперимент, используя магнит и небольшой провод. Исследуйте, как меняется сила магнитного поля при изменении тока и расстояния до провода.

Задача на проверку: Рассмотрим провод с током 3 Ампера, расположенный вблизи прямоугольной рамки размерами 6 см и 30 см. Какое магнитное поле действует на эту рамку, если плоскость рамки перпендикулярна линиям? Ответ представьте в амперах на метр (А/м).