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.
По двум параллельным прямым проводам текут токи одинаковые по величине
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
Презентация к защите
ФСФ фанера 15мм и еще.
Курс лекций по физике Примеры решения задач
1. Сила взаимодействия двух параллельных проводов определяется уравнением
2. Сила, приходящаяся на единицу длины проводников
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
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
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
2. Результирующая сила, приложенная к единице длины каждого проводника
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
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 Из условий 2. Кроме того, оказывается, векторы (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. т.е. представляют собой гармонические функции 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
4. Найдем связь мгновенных значений Ε и Н. Рис.3.3.1. Поскольку
Перемножив эти два равенства, получим
Это соотношение связывает амплитуды колебаний Е и Н. Но поскольку фазы их колебаний совпадают, то мгновенные значения подчиняются такому же равенству |
. (1)
. (2)
. (1)
. (2)
, (1)
, (2)
. (3)
. (4)
, (1)
, (2)
. (3)
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)
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 
(3.3.8)
и 
являются решениями уравнений
(3.3.9)
(3.3.10)
(3.3.11)
Чтобы эти уравнения удовлетворялись в любой момент времени в любой точке пространства, нужно, чтобы 
. Таким образом колебания векторов 
. (3.3.12)
. (3.3.13)