Онлайн


Взаимодействие проводников с током

3

 Модель наглядно демонстрирует взаимодействие двух параллельных проводников с токам. Показано магнитное поле, создаваемое этими токами, и силы взаимодействия. Величины и направления токов можно изменять.

  

Подробнее

 Покоящиеся заряды взаимодействуют посредством электрического поля. Это взаимодействие сохраняется и при движении зарядов, но в этом случае возникает еще и магнитное взаимодействие, которое осуществляется магнитным полем, создаваемым движущимися зарядами. 

Магнитное поле порождается движущимися зарядами, т. е. токами. Возникшее поле действует на другие движущиеся заряды и токи. Так возникает взаимодействие токов и движущихся зарядов.  Магнитное поле в данной точке пространства характеризуется векторной величиной B,которую называют магнитной индукцией поля.

Прямой проводник бесконечной длины с током I1 создаёт магнитное поле, модуль индукции которого B на расстоянии r от проводника равна

m31

где m32 Гн/м -магнитная постоянная, см. рис. 1. Если второй такой же проводник с током I2 помещён на расстоянии r от первого проводника, то сила F, действующая на отрезок длины Δ l второго проводника равна

m33

где r - расстояние между проводниками. Здесь тонким считается проводник, толщина которого много меньше расстояния r между проводами. В случае проводников конечной длины формула (2) справедлива для участков, удаленных от концов проводников на расстояние, значительно большее r.

3.1
Рис1.График изменения модуля магнитной индукции внутри и вне прямого длинного провода круглого поперечного сечения радиуса a. Внутри проводника B(r) пропорционально r, r< aВне проводника индукция определяется формулой (1), r≥a. На графике условно показано поперечное сечение проводника. Для магнитного поля выполняется принцип суперпозиции: поле, созданное несколькими источниками равно сумме полей, созданных каждым источником (без учёта остальных).
На рис. 2 показан график магнитного поля B(x) двух параллельных и очень длинных проводников с током I.

 3.2

3.3

Рис 2. Зависимость индукции магнитного поля двух параллельных проводников от положения точки относительно проводников (от координаты x). Здесь положительное значение B(x) означает, что вектор B(x) направлен вверх, а отрицательное - что вектор B(x) направлен вниз. Одинаково направленные токи притягиваются, а встречные - отталкиваются. Обратите внимание, что проводник с током взаимодействует только с магнитным полем, созданным другим проводником, а его взаимодействие с собственным магнитным полем здесь не рассматривается. На обоих графиках штриховой линией показано поле, создаваемое только правым проводником, именно оно определяет силу, действующую на левый проводник. а) Токи в одном направлении. Над левым проводником показано, как определяется направление силы F по закону Ампера, все углы между векторами - прямые. б) Токи в противоположных направлениях.