По двум длинным параллельным прямым проводам текут токи одинаковые по величине и направлению (3 видео)

По двум длинным параллельным прямым проводам текут токи одинаковые по величине и направлению

По двум очень длинным тонким параллельным проводам текут одинаковые постоянные токи, направления которых показаны на рисунке. В плоскости этих проводов лежат точки 1, 2 и 3, причём точка 1 находится посередине между проводами.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) Провода притягиваются друг к другу.

2) Провода отталкиваются друг от друга.

3) В точке 1 индукция магнитного поля равна нулю.

4) В точке 2 вектор индукции магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка «к нам».

5) В точке 3 вектор индукции магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка «от нас».

Согласно правилу правой руки: «Если отведенный в сторону большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата провода четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции». Мысленно проделав указанные действия для обоих проводов, получаем, что в точке 1 векторы магнитной индукции направлены «к нам», а значит, суммарный вектор индукции магнитного поля в этой точке будет также направлен «к нам». Аналогично для вектора магнитной индукции в точке 2 — он направлен «к нам». В точке 3 вектор магнитной индукции направлен «от нас», т. к. она расположена ближе к левому проводу.

Токи в проводах направлены противоположным образом и, согласно правилу левой руки («Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле»), такие провода будут отталкиваться.

Содержание

Презентация к защите
Курс лекций по физике Примеры решения задач
По двум длинным параллельным прямым проводам текут токи одинаковые по величине и направлению
📹 Видео

Видео:Магнитное поле между двумя проводниками с током.Часть 1 (видео 9) | Магнетизм | ФизикаСкачать

Презентация к защите

ФСФ фанера 15мм и еще.

Видео:Физика - Магнитное полеСкачать

Курс лекций по физике Примеры решения задач

Двухпроводная линия состоит из длинных прямых параллельных проводов, находящихся на расстоянии d = 4 × 10 — 3 м друг от друга. По проводам текут одинаковые по величине и направлению токи I = 50 A. Определить силу взаимодействия проводов, приходящуюся на единицу длины.

1. Сила взаимодействия двух параллельных проводов определяется уравнением

. (1)

2. Сила, приходящаяся на единицу длины проводников

. (2)

3.3.15. Шины генератора в виде двух медных шин длиной l = 2 м каждая отстоят на расстоянии d = 0,2 м друг от друга. При коротком замыкании по замкнутому контуру течёт ток силой I = 104 A. Определить силу взаимодействия шин.

1. В двухпроводной линии, питающей генератор, одинаковые по силе токи по проводникам текут в противоположных направлениях, т.е. силы Ампера будут направлены в противоположные стороны. Для определения величины силы взаимодействия шин воспользуемся уравнением (1) предыдущей задачи

. (1)

3.3.16. По двум проводам, параллельным друг другу, длиной l = 1 м текут одинаковые токи. Расстояние между проводами составляет d = 1 см. Токи взаимодействуют с силой Ампера F = 1 × 10 — 3 А. Определить силу тока в проводниках.

1. Разрешим уравнение (1) предыдущей задачи относительно силы тока

. (2)

3.3.17. По трём параллельным проводам, находящимся на расстоянии d = 0,1 м друг от друга, текут токи одинаковой силы I = 100 А. В двух проводах направление токов совпадает. Вычислить величину и направление силы Ампера, действующей на отрезок l = 1 м каждого провода.

1. Определим силы взаимодействия между токами

, (1)

, (2)

. (3)

2. Результирующая сила, приложенная к единице длины каждого проводника

. (4)

3.3.18. Два проволочных кольца радиусом R = 0,1 м каждое, по которым текут токи одинаковой силы I = 10 А, расположены в параллельных плоскостях, отстоящих на расстоянии d = 1 × 10 — 3 м. Найти силу взаимодействия контуров.

1. Сила взаимодействия двух круглых контуров одинакового радиуса и с токами одинаковой силы определится следующими уравнениями

, (1)

, (2)

. (3)

Свойства электромагнитных волн.

Установим основные свойства электромагнитной волны на примере плоской волны, распространяющейся в свободном пространстве (отсутствуют заряды и токи).

1. Направим ось х перпендикулярно волновым поверхностям. При этом и , а значит и их проекции на оси y и z, не будут зависеть от координат y и z, т. е. соответствующие производные по y и z будут равны нулю. Поэтому уравнения (3.3.1) упрощаются (останутся только производные по x) и принимают вид:

(3.3.7)

Из условий и следует, что Ex не зависит ни от x, ни от t, аналогично — для Hx. Это значит, что отличные от нуля Ex и Hx могут быть обусловлены лишь постоянными однородными полями, накладывающимися на поле волны. А для переменного поля плоской волны Ex = 0 и Hx = 0, т.е. векторы и перпендикулярны направлению распространения волны – оси x. Значит, электромагнитная волна является поперечной.

2. Кроме того, оказывается, векторы и в электромагнитной волне взаимно ортогональны. Чтобы убедиться в этом, объединим средние уравнения (3.3.7), содержащие, например, Ey и Hz, в пару:

(3.3.8)

(можно было бы взять и другую пару, содержащую производные Ez и Hy). Из этих уравнений видно, что изменение во времени, скажем, магнитного поля, направленного вдоль оси z, порождает электрическое поле Ey вдоль оси y. Изменение во времени поля Ey в свою очередь порождает поле Hz и т. д. Ни поля Ez, ни поля Hy при этом не возникает. А это и значит, что ^ .

3. и являются решениями уравнений

(3.3.9)

т.е. представляют собой гармонические функции

(3.3.10)

Как видно из (3.3.9) частоты и волновые числа в этих выражениях одинаковы, отличаются лишь амплитуды и начальные фазы. Подставив эти решения в уравнения (3.3.8), получим

(3.3.11)

Чтобы эти уравнения удовлетворялись в любой момент времени в любой точке пространства, нужно, чтобы . Таким образом колебания векторов и в бегущей волне совпадают по фазе. Это значит, что Ey и Hz одинаковы в каждый момент по знаку, одновременно обращаются в нуль и одновременно достигают максимума, что представлено на рис 3.3.1, который называется мгновенным снимком волны.

4. Найдем связь мгновенных значений Ε и Н. Рис.3.3.1.

Поскольку , соотношения (3.3.11) перепишутся

. (3.3.12)

Перемножив эти два равенства, получим

. (3.3.13)

Это соотношение связывает амплитуды колебаний Е и Н. Но поскольку фазы их колебаний совпадают, то мгновенные значения подчиняются такому же равенству

Видео:Взаимодействие параллельных токовСкачать

По двум длинным параллельным прямым проводам текут токи одинаковые по величине и направлению

Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на некотором расстоянии друг от друга. По проводникам текут одинаковые токи в одном направлении. Найти токи I ₁ и I ₂ , текущие по каждому из проводников, если известно , что для того, чтобы раздвинуть эти проводники на вдвое большее расстояние, пришлось совершить работу (на единицу длины проводников)

Дано:

Решение:

Если по проводникам текут токи в одном направлении,

то проводники притягиваются и необходимо совершить

работу против электромагнитных сил притяжения

Сила, действующая на единицу длины

Работу вычисляем по формуле для переменной силы