Какова индукция магнитного поля в точках на оси, проходящей через центры двух параллельных круговых витков, имеющих
Какова индукция магнитного поля в точках на оси, проходящей через центры двух параллельных круговых витков, имеющих радиусы r1 и r2, и находящихся на расстоянии l друг от друга? Токи в витках равны i1 и i2 соответственно. Значение r указывает на расстояние от первого витка до точки на оси. Необходимо построить график зависимости b = f (r). Направления токов совпадают. Заданные значения: r1 = 0.1 м, r2 = 0.1 м, i1 = 4 А, i2 = 2 А, l = 0.06 м, r = 0 м.
27.10.2024 01:54
Пояснение:
Индукция магнитного поля в точках на оси, проходящей через центры двух параллельных круговых витков, можно вычислить с использованием закона Био-Савара-Лапласа.
Для начала, необходимо вычислить индукцию магнитного поля B1, создаваемого первым витком радиусом r1 в точке на оси. Формула для вычисления B1:
B1 = (μ0 * i1 * r1^2) / (2 * (r1^2 + r^2)^(3/2))
Здесь, μ0 - магнитная постоянная (μ0 = 4π * 10^(-7) T·м/А), i1 - ток первого витка, r1 - радиус первого витка, r - расстояние от первого витка до точки на оси.
Аналогичным образом, нужно вычислить индукцию магнитного поля B2, создаваемого вторым витком радиусом r2 в той же точке на оси. Формула для вычисления B2:
B2 = (μ0 * i2 * r2^2) / (2 * (r2^2 + (l - r)^2)^(3/2))
Так как токи в витках имеют одинаковое направление, их магнитные поля складываются. Таким образом, индукция магнитного поля B в этой точке будет равна сумме B1 и B2:
B = B1 + B2
После вычисления индукции магнитного поля B для разных значений r, можно построить график зависимости B от r.
Пример:
Заданы следующие значения: r1 = 0.1 м, r2 = 0.1 м, i1 = 4 А, i2 = 2 А, l = 0.06 м, r = 0.03 м.
Для вычисления B в данной точке можно использовать формулы, приведенные выше. Подставляя значения в формулы, получаем:
B1 = (4π * 10^(-7) * 4 * (0.1^2)) / (2 * (0.1^2 + 0.03^2)^(3/2))
B2 = (4π * 10^(-7) * 2 * (0.1^2)) / (2 * (0.1^2 + (0.06 - 0.03)^2)^(3/2))
B = B1 + B2
По аналогии можно вычислить B для других значений r.
Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется ознакомиться с основной теорией о законе Био-Савара-Лапласа и понимать, как магнитное поле создается вокруг проводника с током, а также, как влияют геометрические параметры на индукцию магнитного поля.
Задание: Вычислите индукцию магнитного поля B в точке оси, где r = 0.05 м при заданных значениях r1, r2, i1, i2 и l.