Question

Определить силу, с которой два прямолинейных, параллельно расположенных в воздухе проводника отталкиваются один от другого. Длина проводников 2 м, расстояние между ними 20 см. Токи в проводниках по 10 А.

Answer 1

Для определения силы, с которой два прямолинейных проводника отталкиваются друг от друга, мы можем использовать закон Био-Савара-Лапласа, который устанавливает, что магнитное поле, создаваемое током в проводнике, воздействует на другие проводники и вызывает силу взаимодействия.

Шаг 1: Определение магнитного поля
Магнитное поле вокруг каждого из проводников можно определить с использованием формулы для магнитного поля прямого провода:
B = (μ₀ * I) / (2πd)
где B - магнитное поле, μ₀ - магнитная постоянная (4π × 10^-7 Тл/А·м), I - ток в проводнике, d - расстояние от проводника до точки наблюдения.

Для первого проводника:
B₁ = (4π × 10^-7 Тл/А·м) * 10 А / (2π * 0.2 м) = 2 × 10^-6 Тл

Для второго проводника:
B₂ = (4π × 10^-7 Тл/А·м) * 10 А / (2π * 0.2 м) = 2 × 10^-6 Тл

Шаг 2: Определение силы взаимодействия
Сила взаимодействия между проводниками можно определить с помощью формулы для силы Лоренца:
F = B₁ * I₂ * L
где F - сила, B₁ - магнитное поле, I₂ - ток во втором проводнике, L - длина проводника.

Сила взаимодействия между первым и вторым проводниками:
F₁₂ = (2 × 10^-6 Тл) * 10 А * 2 м = 4 × 10^-5 Н

Сила взаимодействия между вторым и первым проводниками будет равной силе взаимодействия между первым и вторым проводниками, но с противоположным направлением:
F₂₁ = - F₁₂ = -4 × 10^-5 Н

Таким образом, сила, с которой два прямолинейных проводника отталкиваются один от другого, равна 4 × 10^-5 Н и направлена в противоположные стороны.