Понедельник, 29.04.2024, 16:18
"I-School" - школа знаний XXI века
     In doing we learn
Главная | Регистрация | Вход Приветствую Вас Гость | RSS
Форма входа
Категории раздела
Школьникам [1]
Абитуриентам [4]
Студентам [1]
Специалистам [0]
Корзина
Школьникам [1]
Абитуриентам [4]
Студентам [1]
Специалистам [0]
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    Главная » Статьи » Физика » Студентам

    Два проводника конечной длины с током

    L = 0,5 м
    I1 = 10 A
    I2 = 40 A
    d = 0,5 м
    ______________
    F - ?

    Первый проводник создает на расстоянии d поле [TEX]B_1[/TEX], а второй на этом же расстоянии создает поле [TEX]B_2[/TEX] (рис.10). 

    Направление силы Ампера находим по правилу левой руки. В данном случае проводники притягиваются друг к другу.
    Определим модуль этой силы.
    В произвольной точке второго проводника первый создает магнитное поле с индукцией (рис.11)

    [mathjax] B_1 = \frac{\mu_0}{4\pi}\frac{I_1}{d}\left ( cos\phi_1 - cos\phi_2 \right )[/mathjax]

    Т.к. [TEX]I_2[/TEX] и [TEX]B_1[/TEX] перпендикулярны, сила Ампера

    [LATEX] dF_{1-2} = I_2B_1dl
    \\cos\phi_1 = \frac{l}{\sqrt{l^2+d^2}}
    \\cos\phi_2 = -\frac{L-l}{\sqrt{(L-l)^2+d^2}}
    \\dF_{1-2} = \frac{\mu_0}{4\pi}\frac{I_1I_2}{d}\left ( \frac{l}{\sqrt{l^2+d^2}} + \frac{L-l}{\sqrt{(L-l)^2+d^2}} \right )
    \\F_{1-2} = \int_{0}^{L}\frac{\mu_0}{4\pi}\frac{I_1I_2}{d}\left ( \frac{l}{\sqrt{l^2+d^2}} + \frac{L-l}{\sqrt{(L-l)^2+d^2}} \right ) [/LATEX]

    Найдём интеграл

    [LATEX] \int \frac{xdx}{\sqrt{x^2+a^2}} = \begin{bmatrix}x^2+a^2 = t\\2xdx =dt \end{bmatrix} = \frac{1}{2}\int \frac{dt}{\sqrt{t}} = \sqrt{t} + C = \sqrt{x^2+a^2} + C [/LATEX]

    Тогда

    [LATEX] F_{1-2} = \frac{\mu_0}{4\pi}\frac{I_1I_2}{d}\left ( \sqrt{l^2+d^2} - \sqrt{(L-l)^2+d^2}  \right )|_{0}^{L} = \frac{\mu_0}{4\pi}\frac{I_1I_2}{d}\left ( \sqrt{L^2+d^2} - \sqrt{d^2}- \sqrt{d^2}+ \sqrt{L^2+d^2}  \right ) = \frac{\mu_0}{4\pi}\frac{2I_1I_2}{d}\left ( \sqrt{L^2+d^2} - \sqrt{d^2} \right ) [/LATEX]

    Сила взаимодействия

    [LATEX] F = F_{1-2} = F_{2-1} = \frac{\mu_0}{4\pi}2I_1I_2\left ( \sqrt{\left(\frac{L}{d}\right)^2+1} - 1 \right ) [/LATEX]

    Подставляем численные значения

    [LATEX] F = \frac{4\pi\cdot 10^{-7}}{4\pi}2\cdot 10\cdot 40\left ( \sqrt{2} - 1 \right )\approx 3.3\cdot 10^{-5} H [/LATEX]

    Ответ:   [TEX]\begin{matrix} F = \frac{\mu_0}{4\pi}2I_1I_2\left ( \sqrt{\left(\frac{L}{d}\right)^2+1} - 1 \right ),
     & F = 3.3\cdot 10^{-5} H \end{matrix}[/TEX]

    Категория: Студентам | Добавил: IrineK (08.07.2014)
    Просмотров: 796 | Теги: магнетизм, электричество | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
    [ Регистрация | Вход ]
    Copyright MyCorp © 2024
    Конструктор сайтов - uCoz