Насколько сила взаимодействия влияет на каждый метр длины двух параллельных проводников бесконечной длины и ничтожно
Насколько сила взаимодействия влияет на каждый метр длины двух параллельных проводников бесконечной длины и ничтожно малого сечения, расположенных на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, при заданной силе тока в проводниках?
04.12.2023 11:23
Пояснение: Сила взаимодействия между двумя параллельными проводниками зависит от силы тока, протекающей через них, и расстояния между проводниками. Это известно как закон Био-Савара-Лапласа.
Сила взаимодействия, действующая между двумя проводниками, определяется формулой:
F = (μ0 * I1 * I2 * L) / (2 * π * d)
где F - сила взаимодействия, μ0 - магнитная постоянная, I1 и I2 - силы тока в проводниках, L - длина каждого проводника, d - расстояние между проводниками.
При условии, что сила тока в обоих проводниках одинакова, формула упрощается до:
F = (μ0 * I^2 * L) / (2 * π * d)
Таким образом, сила взаимодействия прямо пропорциональна силе тока и длине проводников, и обратно пропорциональна расстоянию между ними.
Демонстрация:
Пусть у нас есть два параллельных проводника длиной 2 метра каждый, находящиеся на расстоянии 0.5 метра друг от друга. Сила тока в каждом проводнике равна 5 Ампер. Какова сила взаимодействия между проводниками?
Решение:
F = (μ0 * I^2 * L) / (2 * π * d)
Заменяем значения в формуле:
F = (4π * 10^-7 * 5^2 * 2) / (2 * π * 0.5)
F = (4 * 10^-7 * 25 * 2) / (2 * 0.5)
F = (8 * 10^-7 * 50) / 1
F = 4 * 10^-6
Таким образом, сила взаимодействия между проводниками составляет 4 * 10^-6 Ньютон.
Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется ознакомиться с основами электромагнетизма и изучить закон Био-Савара-Лапласа. Практикуйтесь в решении подобных задач, чтобы закрепить материал.
Проверочное упражнение:
Пусть у нас есть два параллельных проводника длиной 3 метра каждый. Расстояние между проводниками равно 0.2 метра. Сила тока в каждом проводнике составляет 8 Ампер. Какова сила взаимодействия между проводниками? Ответ округлите до ближайшего десятитысячных.