Консультация № 183684
21.06.2011, 00:46
55.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы:
1. По двум длинным параллельным проводам текут токи в разных направлениях, причём I[sub]1[/sub] = I[sub]2[/sub] = I.
Расстояние между проводами равно r. Определить напряженность магнитного поля в точке, удаленной от каждого из проводов на расстояние, также равное r.
2. Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на некотором расстоянии друг от друга. По проводникам текут токи, равные по величине и направлению. Найти силу тока, текущего по каждому из проводников, если известно, что для того, чтобы удалить один из проводников до вдвое большего расстояния между проводниками, пришлось совершить работу (на единицу длины проводника), равную 22[$215$]105 Дж/м.
3. Две длинные катушки без сердечников с одинаковым объемом и длинной имеют индуктивности L1 = 1,6 Гн и L2 = 0,10 Гн. Во сколько раз число витков у первой катушки больше, чем у второй?
Просьба расписать подробное решение.
Заранее большое спасибо!

Обсуждение

давно
Старший Модератор
312929
1973
21.06.2011, 04:53
общий
это ответ
Здравствуйте, Цыгуро Олег Петрович!

1. Напряжённость магнитного поля в точке, удалённой на расстояние r от провода, по которому протекает ток силой I, определяется формулой:



В данном случае



Так как токи в проводах текут в разных направлениях, то угол между векторами напряжённости магнитного поля H[sub]1[/sub] и H[sub]2[/sub] (направление которых определяется по правилу "буравчика") будет равен углу между направлениями из данной точки на оба провода. В данном случае точка и оба провода расположены в вершинах равносторонненго треугольника (все расстояния равны r), поэтому угол будет равен [$966$] = 60[$186$]. Суммарный вектор напряжённости определяем по формуле косинусов:



откуда H = I[$8730$]3/2[$960$]r.

2. На проводник длиной l с током силой I, помещённый в магнитное поле с индукцией B, действует сила Ампера, равная



В свою очередь, магнитная индукция поля, создаваемого длинным прямолинейным проводником, по которому протекает ток I, на расстоянии r от него, определяется законом Био-Савара-Лапласа и равна



причём вектор индукции направлен перпендикулярно проводнику. В данном случае проводники параллельны, поэтому вектор индукции магнитного поля, создаваемого каждым из них, будет перепендикулярен обоим проводникам, и сила Ампера будет равна



Соответственно, на единицу длины проводника будет действовать сила



При перемещении проводника на расстояние dr будет совершена работа



Если расстояние меняется с r[sub]1[/sub] до r[sub]2[/sub], то совершается работа



откуда сила тока равна



В данном случае A = 22·10[sup]-5[/sup] = 2.2·10[sup]-4[/sup] Дж/м, r[sub]2[/sub] = 2r[sub]1[/sub], [$956$][sub]0[/sub] = 4[$960$]·10[sup]-7[/sup] Гн/м и



3. Магнитное поле достаточно длинной катушки (соленоида) можно считать однородным. Тогда её индуктивность определяется формулой



где N - число витков, l и S - длина и площадь сечения, [$956$] - магнитная проницаемость среды. Отсюда видно, что при прочих равных условиях индуктивность пропорциональна квадрату числа витков. В данном случае L[sub]1[/sub]/L[sub]2[/sub] = 1.6/0.1 = 16, следовательно, N[sub]1[/sub]/N[sub]2[/sub] = [$8730$]16 = 4.
5
Спасибо за качественный ответ!
Форма ответа