Найти индукцию и направление магнитного поля на оси одного из проводников, а также силу, действующую на проводник

Тема занятия: Магнитное поле, индукция и сила на проводники с током

Разъяснение:
При прохождении электрического тока через проводник образуется магнитное поле вокруг него. Магнитное поле можно представить в виде линий, называемых магнитными линиями. Правило правого буравчика позволяет определить направление магнитного поля: если приложить правую руку так, чтобы пальцы указывали в направлении тока, то большой палец будет указывать на направление магнитного поля.

Индукция магнитного поля на оси одного из проводников зависит от силы тока в проводнике и расстояния до проводника. Индукция магнитного поля на оси проводника можно определить с помощью формулы Био-Савара-Лапласа:

B = (μ₀ * I) / (2π * d)

где B - индукция магнитного поля, I - сила тока в проводнике, d - расстояние до проводника, μ₀ - магнитная постоянная.

Чтобы определить направление магнитного поля на оси проводника, можно использовать правило левой ладони: если пальцы указывают в направлении силовых линий магнитного поля, а большой палец - в направлении силы тока, то больший палец левой руки покажет направление магнитного поля.

Сила, действующая на проводник с током, когда вблизи находится второй проводник с током, определяется законом взаимодействия двух токов. Сила определяется по формуле:

F = (μ₀ * I₁ * I₂ * l) / (2π * d)

где F - сила, I₁ и I₂ - силы тока в проводниках, l - длина проводника, d - расстояние между проводниками, μ₀ - магнитная постоянная.

Например:
Допустим, по параллельным проводникам протекают токи по 10 A в одном направлении, а расстояние между проводниками составляет 2 метра. Необходимо найти индукцию магнитного поля на оси одного из проводников и силу, действующую на проводник с током.

Для решения задачи по индукции магнитного поля на оси проводника подставим известные значения в формулу Био-Савара-Лапласа:

B = (μ₀ * I) / (2π * d)

где B - индукция магнитного поля, I - сила тока в проводнике (10 A), d - расстояние до проводника (2 м).

B = (4π * 10^(-7) * 10) / (2 * 3.14 * 2) = 0.00126 Тл

Затем, чтобы определить силу, действующую на проводник с током, подставим известные значения в формулу:

F = (μ₀ * I₁ * I₂ * l) / (2π * d)

где F - сила, I₁ и I₂ - силы тока в проводниках (10 A), l - длина проводника, d - расстояние между проводниками (2 м).

F = (4π * 10^(-7) * 10 * 10 * l) / (2 * 3.14 * 2) = (8π * 10^(-6) * l)

Таким образом, сила, действующая на проводник с током, будет равна (8π * 10^(-6) * l), где l - длина проводника.