Параллельные токи. Взаимодействие параллельных проводников с током: сила притяжения и отталкивания

Как взаимодействуют параллельные проводники с током. Какие силы возникают между проводниками с током. От чего зависит сила взаимодействия параллельных токов. Как направлены силы взаимодействия параллельных и антипараллельных токов.

Магнитное поле прямолинейного проводника с током

Прямолинейный проводник с током создает вокруг себя магнитное поле, силовые линии которого представляют собой концентрические окружности. Направление силовых линий определяется по правилу буравчика:

• Если ввинчивать буравчик по направлению тока, то направление вращения рукоятки покажет направление силовых линий магнитного поля

Индукция магнитного поля прямого тока на расстоянии r от проводника определяется законом Био-Савара-Лапласа:

B = μ0 * I / (2πr)

где:

• μ0 — магнитная постоянная
• I — сила тока в проводнике
• r — расстояние от оси проводника до рассматриваемой точки

Взаимодействие параллельных проводников с током

Когда два параллельных проводника находятся в непосредственной близости друг от друга, магнитное поле одного проводника оказывает силовое воздействие на другой проводник с током. Возникает сила Ампера:

F = B * I * l

где:

• B — индукция магнитного поля, создаваемого первым проводником в месте расположения второго
• I — сила тока во втором проводнике
• l — длина проводника

Направление силы взаимодействия

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:

• Если расположить левую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре пальца были направлены по току, то отогнутый большой палец покажет направление действующей на проводник силы

Сила взаимодействия параллельных токов

Сила взаимодействия двух параллельных проводников с током на единицу их длины определяется формулой:

F/l = μ0 * I1 * I2 / (2πr)

где:

• I1, I2 — силы тока в проводниках
• r — расстояние между проводниками

Характер взаимодействия параллельных токов

Характер силового взаимодействия параллельных проводников с током зависит от направления токов в них:

Токи направлены в одну сторону

• Проводники притягиваются друг к другу
• Сила направлена к соседнему проводнику

Токи направлены в противоположные стороны

• Проводники отталкиваются друг от друга
• Сила направлена от соседнего проводника

Это объясняется тем, что собственное магнитное поле каждого проводника складывается с полем соседнего проводника. При одинаковом направлении токов магнитные поля усиливают друг друга между проводниками, а при противоположном — ослабляют.

Применение взаимодействия параллельных токов

Явление взаимодействия параллельных токов нашло широкое применение в технике:

• Электродинамические приборы и механизмы
• Электромагнитные реле
• Электродвигатели
• Токосъемники электротранспорта
• Токопроводы мощных электроустановок

Определение единицы силы тока — ампера

На основе силы взаимодействия параллельных токов дается определение единицы силы тока в СИ — ампера:

Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает между этими проводниками силу взаимодействия, равную 2*10^-7 Н на каждый метр длины.

Расчет силы взаимодействия параллельных проводников

Рассмотрим пример расчета силы взаимодействия двух параллельных проводников с током.

Условие задачи:

Два прямолинейных параллельных проводника длиной 5 м расположены на расстоянии 10 см друг от друга. По проводникам протекают токи I1 = 20 А и I2 = 30 А в одном направлении. Определить силу взаимодействия между проводниками.

Решение:

1. Запишем формулу для расчета силы взаимодействия параллельных токов:

F = μ0 * I1 * I2 * l / (2πr)

2. Подставим известные значения:

• μ0 = 4π * 10^-7 Гн/м
• I1 = 20 А
• I2 = 30 А
• l = 5 м
• r = 0.1 м

3. Произведем вычисления:

F = 4π * 10^-7 * 20 * 30 * 5 / (2π * 0.1) = 6 * 10^-3 Н

Ответ:

Сила взаимодействия между проводниками равна 6 мН. Так как токи направлены в одну сторону, проводники притягиваются друг к другу.

Влияние взаимодействия токов на конструкцию электрооборудования

Взаимодействие параллельных токов необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации электротехнического оборудования:

• В мощных токопроводах возникают значительные механические усилия, которые могут привести к деформации конструкции
• При коротких замыканиях силы взаимодействия токов резко возрастают, что может вызвать разрушение изоляторов и креплений
• В обмотках трансформаторов и электрических машин возникают электродинамические усилия, стремящиеся деформировать обмотки

Для компенсации этих эффектов применяются специальные конструктивные решения:

• Усиленное крепление токоведущих частей
• Применение изоляционных распорок между проводниками
• Бандажирование обмоток электрических машин

Заключение

Взаимодействие параллельных проводников с током — важное явление электромагнетизма, которое необходимо учитывать при разработке и эксплуатации электротехнических устройств. Понимание физики этого процесса позволяет создавать надежное и эффективное электрооборудование.

Электричество и магнетизм

Применим закон Ампера для вычисления силы взаимодействия двух длинных прямолинейных проводников с токами I₁ и I₂, находящихся на расстоянии d друг от друга (рис. 6.26).

Рис. 6.26. Силовое взаимодействие прямолинейных токов:
1 — параллельные токи; 2 — антипараллельные токи 

Видео 6.2. Взаимодействие двух параллельных проводников с током.

Проводник с током I₁ создает кольцевое магнитное поле, величина которого в месте нахождения второго проводника равна

(6.23)

Это поле направлено «от нас» ортогонально плоскости рисунка. Элемент второго проводника  испытывает со стороны этого поля действие силы Ампера

(6. 24)

Подставляя (6.23) в (6.24), получим

(6.25)

При параллельных токах сила F₂₁ направлена к первому проводнику (притяжение), при антипараллельных — в обратную сторону (отталкивание).

Аналогично на элемент  проводника 1 действует магнитное поле, создаваемое проводником с током I₂ в точке пространства с элементом  с силой F₁₂. Рассуждая таким же образом, находим, что F₁₂ = –F₂₁, то есть в этом случае выполняется третий закон Ньютона.

Итак, сила взаимодействия двух прямолинейных бесконечно длинных параллельных проводников, рассчитанная на элемент длины  проводника, пропорциональна произведению сил токов I₁ и I₂ протекающих в этих проводниках, и обратно пропорциональна расстоянию между ними. В электростатике по аналогичному закону взаимодействуют две длинные заряженные нити. 

На рис. 6.27 представлен опыт, демонстрирующий притяжение параллельных токов и отталкивание антипараллельных. Для этого используются две алюминиевые ленты, подвешенные вертикально рядом друг с другом в слабо натянутом состоянии. При пропускании через них параллельных постоянных токов силой около 10 А ленты притягиваются. а при изменении направления одного из токов на противоположное — отталкиваются.

Рис. 6.27. Силовое взаимодействие длинных прямолинейных проводников с током 

На основании формулы (6.25) устанавливается единица силы тока — ампер, являющаяся одной из основных единиц в СИ. 

Ампер — это сила неизменяюшегося тока, который, протекая по двум длинным параллельным проводникам, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м, вызывает между ними силу взаимодействия 2×10–7 Н на каждый метр длины провода.

 

Пример.

По двум тонким проводам, изогнутым в виде одинаковых колец радиусом R = 10 см, текут одинаковые токи I = 10 А в каждом. Плоскости колец параллельны, а центры лежат на ортогональной к ним прямой. Расстояние между центрами равно d = 1 мм. Найти силы взаимодействия колец.

Решение. В этой задаче не должно смущать, что мы знаем лишь закон взаимодействия длинных прямолинейных проводников. Поскольку расстояние между кольцами много меньше их радиуса, взаимодействующие элементы колец «не замечают» их кривизны. Поэтому сила взаимодействия дается выражением (6.25), куда вместо  надо подставить длину окружности колец  Получаем тогда

Взаимодействие параллельных токов

Определим силу, с которой взаимодействуют (притягиваются или отталкиваются) проводники с токами I₁иI₂(рис.

3.19)

Рис. 3.19

Взаимодействие токов осуществляется через магнитное поле. Каждый ток создает магнитное поле, которое действует на другой провод (ток).

Предположим, что оба тока I₁иI₂текут в одном направлении. ТокI₁создает в месте расположения второго провода (с токомI₂) магнитное поле с индукцией В₁(см.3.61), которое действует наI₂с силойF:

(3.66)

Пользуясь правилом левой руки (см. закон Ампера), можно установить:

а) параллельные токи одного направления притягиваются;

б) параллельные токи противоположного направления отталкиваются;

в) непараллельные токи стремятся стать параллельными.

Контур с током в магнитном поле. Магнитный поток

Пусть в магнитном поле с индукцией В находится контур площадью S, нормальк которому составляет угол α с вектором(рис.

3.20). Для подсчета магнитного потока Ф разобьем поверхностьSна бесконечно малые элементы так, чтобы в пределах одного элементаdSполе можно считать однородным. Тогда элементарным магнитным потоком сквозь бесконечно малую площадкуdSбудет:

,

Рис.3.20

где B_n– проекция векторана нормаль.

Если площадка dSрасположена перпендикулярно вектору магнитной индукции, то α=1,cosα=1 иdФ =BdS;

Магнитный поток сквозь произвольную поверхность Sравен:

Если поле однородное, а поверхность Sплоская, то величинаB_n=constи:

(3.67)

Для плоской поверхности, расположенной вдоль однородного поля, α = π/2 и Ф = 0. Линии индукции любого магнитного поля представляют собой замкнутые кривые. Если имеется замкнутая поверхность, то магнитный поток, входящий в эту поверхность, и магнитный поток, выходящий из нее, численно равны и противоположны по знаку. Поэтому магнитный поток сквозь произвольную замкнутуюповерхность равен нулю:

(3.68)

Формула (3.68) есть теорема Гаусса для магнитного поля, отражающая его вихревой характер.

Магнитный поток измеряется в Веберах (Вб): 1Вб = Тл · м².

Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле

Если проводник или замкнутый контур с током Iперемещаются в однородном магнитном поле под действием силы Ампера, то магнитное поле совершает работу:

A=IΔФ, (3.69)

где ΔФ-изменение магнитного потока через площадь контура или площадь, описываемую прямолинейным проводником при движении.

Если поле неоднородно, то:

.

Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея

Сущность явления электромагнитной индукции состоит в следующем: при любом изменении магнитного потока сквозь площадь, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в последнем возникает Э.Д.С. и, как следствие, индукционный электрический ток.

Индукционные токи всегда противодействуют вызывающему их процессу. Это означает, что создаваемое ими магнитное поле стремится компенсировать то изменение магнитного потока, которое этот ток вызвал.

Опытным путем установлено, что величина Э.Д.С. индукции ε_i, наводимой в контуре, зависит не от величины магнитного потока Ф, а от скорости его измененияdФ/dtчерез площадь контура:

(3.70)

Знак «минус» в формуле (3.70) является математическим выражением правила Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающему этот ток.

Формула (3.70) является выражением основного закона электромагнитной индукции.

Пользуясь формулой (3.70), можно вычислить силу индукционного тока I, зная сопротивление контураR, и величину зарядаQ, прошедшего за времяtв контуре:

Если в однородном магнитном поле перемещается отрезок прямого проводника длиной ℓ со скоростью V, то изменение магнитного потока учитывается через площадь, описываемую отрезком при движении, т.е.

Закон Фарадея может быть получен из закона сохранения энергии. Если проводник с током находится в магнитном поле, то работа источника тока εIdtза времяdtбудет затрачиваться на Ленц-Джоулево тепло (см. формулу 3.48) и работу по перемещению проводника в полеIdФ (см.3.69) можно определить:

εIdt=I²Rdt+IdФ (3.71)

тогда ,

где и есть ЭДС индукции (3. 70)

т.е. при изменении Ф в контуре возникает добавочная ЭДС ε_iв соответствии с законом сохранения энергии.

Можно также показать, что ε_iвозникает в металлическом проводнике вследствие действия силы Лоренца на электроны. Однако на неподвижные заряды эта сила не действует. Тогда приходится предполагать, что переменное магнитное поле создает электрическое поле, под действием которого и возникает индукционный токI_iв замкнутом контуре.

Магнитное поле параллельных токов

Магнитное поле параллельных токов демонстрация

Эта портативная демонстрация показывает силу между двумя стержнями с током в результате магнитного отталкивания или притяжения. Медные стержни свободно качаются и будут притягиваться или отталкиваться друг от друга в зависимости от протекающих через них токов.

Возможны четыре конфигурации тока:

1. Параллельное соединение, оба тока идут вверх (от основания)
2. Параллельное соединение, оба тока текут вниз (к базе)
3. Соединение встречно-параллельное, токи текут по часовой стрелке
4. Встречно-параллельное соединение, токи текут против часовой стрелки

Когда два потока параллельны, стержни будут притягиваться, а когда они антипараллельны, стержни отталкиваются.

Оборудование

• Установка параллельных токов (показана на рисунке)
• Дополнительный кабель типа «банан» с двумя зажимами типа «крокодил»
• Розетка (блок питания не требуется)

Процедура

1. Подсоедините провода в нужной конфигурации (параллельно или встречно-параллельно)
2. Убедитесь, что токопроводящие стержни свободно качаются и не имеют тенденции качаться в ту или иную сторону (ножки на основании можно регулировать).
3. Включите прибор в розетку
4. Держите руки подальше от проводников/контактов, нажмите и удерживайте красную кнопку на базе. Зеленый свет загорится, показывая, что токи текут. Проводники будут двигаться навстречу или друг другу, в зависимости от конфигурации.
5. НЕ УДЕРЖИВАЙТЕ КНОПКУ БОЛЕЕ 5 СЕКУНД – иначе все перегреется!
6. Чтобы показать другую конфигурацию, отключите устройство от сети и отрегулируйте провода.

Объяснение

На этой демонстрации показаны закон Ампера и сила Лоренца.

Закон Ампера гласит, что если сложить магнитное поле в каждой точке пути, окружающего проводник с током, оно будет пропорционально проницаемости свободного пространства току, протекающему по проводу. Закон Ампера задается следующим уравнением:

где — магнитное поле, — бесконечно малый отрезок провода с током, — проницаемость свободного пространства, — ток, протекающий по проводу. Применение закона Ампера к проводнику с током приводит к следующему уравнению:

Здесь — радиальное расстояние от провода, которое показывает, что магнитное поле ослабевает по мере удаления от провода. Направление магнитного поля также можно определить по правилу правой руки. Когда вы используете RHR для проводника с током, направьте большой палец в направлении тока. Направление, в котором вы сгибаете руки, чтобы сжать кулак, совпадает с направлением магнитного поля, создаваемого проводом с током.

Когда два провода с током находятся рядом друг с другом, каждый из них будет испытывать силу от другого провода из-за явления, известного как сила Лоренца. Сила Лоренца гласит, что движущийся заряд во внешнем магнитном поле будет испытывать силу, потому что ток состоит из множества заряженных частиц (электронов), движущихся по проводу, а противоположный провод создает внешнее магнитное поле. Каждый провод будет испытывать силу притяжения или отталкивания в зависимости от направления тока. Сила Лоренца определяется уравнением ниже.

Здесь – сила, действующая на движущиеся заряды, или ток, L – длина провода с током, а – внешнее магнитное поле, в котором движется ток.

Рассмотрим случай, когда ток, протекающий по двум параллельным проводам, имеет одинаковое направление, как показано на рисунке 1 ниже.

Рисунок 1: Два параллельных провода с током, где ток в каждом проводе течет в одном направлении.

Провод 1, левый провод на рис. 1, создает магнитное поле, направленное за пределы страницы с левой стороны провода. Это показано кружком с точкой в ​​центре. Он также генерирует магнитное поле, которое указывает на страницу с правой стороны провода. Это показано кружком с X в центре. Направление магнитного поля определяется правилом правой руки, как обсуждалось выше.

Чтобы найти силу, с которой один из этих проводов действует на другой, нам нужно правильно применить уравнение силы Лоренца. Начнем с нахождения силы, действующей на провод 1 по проводу 2. Для этого нас интересует ток путешествуя по проволоке 1, , а оказавшись в магнитном поле, создаваемом проволокой 2, . Мы знаем, что магнитное поле, которое испытывает провод 1 от провода 2, направлено за пределы страницы. Направляя указательный палец в направлении , вверх, а средний палец в направлении , вне страницы, мы видим, что сила, действующая на провод 1 через провод 2, направлена ​​влево. Это означает, что провод 1 притягивается к проводу 2. Точно так же провод 2 притягивается к проводу 1. Таким образом, в случае, когда ток течет в одном направлении по параллельным проводам, два провода будут притягиваться.

Рассмотрим случай, когда ток, протекающий по двум параллельным проводам, имеет одинаковое направление, как показано на рис. 2 ниже.

Рисунок 2: Два параллельных провода с током, где ток в каждом проводе течет в противоположных направлениях.

Провод 1, левый провод на рис. 1, создает магнитное поле, направленное на страницу с левой стороны провода. Это показано кружком с X в центре. Он также генерирует магнитное поле, направленное из страницы на правую сторону провода. Это показано кружком с точкой в ​​центре. Направление магнитного поля определяется правилом правой руки, как обсуждалось выше.

Используя тот же метод, что и в предыдущем случае (ток течет в том же направлении), мы определяем, что сила, действующая на провод 1 через провод 2, направлена ​​влево. Это означает, что провод 2 толкает провод 1 влево или от провода 2. Мы также выяснили, что сила, действующая на провод 2 со стороны провода 1, направлена ​​вправо. Это говорит нам о том, что провод 1 толкает провод 2 вправо или в сторону от провода 1. Таким образом, мы заключаем, что ток, идущий в противоположных направлениях по двум параллельным проводам, будет отталкивать два проводника с током.

Примечания

• Видеокамера необходима для больших классов
• Эту демонстрацию можно показывать где угодно

Написано Райаном Дадшусом

12.3 Магнитная сила между двумя параллельными токами — Университетская физика 2

Глава 12. Источники магнитных полей

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните, как параллельные провода, по которым текут токи, могут притягиваться или отталкиваться друг от друга
• Дайте определение ампера и опишите, как он связан с токоведущими проводами
• Расчет силы притяжения или отталкивания между двумя проводниками с током

Можно было бы ожидать, что два провода с током создают между собой значительные силы, поскольку обычные токи создают магнитные поля, а эти поля воздействуют на обычные токи значительными силами. Но вы можете не ожидать, что сила между проводами используется для определения ампера. Вы также можете удивиться, узнав, что эта сила как-то связана с тем, почему большие автоматические выключатели сгорают, когда они пытаются отключить большие токи.

Силу между двумя длинными, прямыми и параллельными проводниками, разделенными расстоянием х , можно найти, применяя то, что мы разработали в предыдущих разделах. На рис. 12.9 показаны провода, их токи, поле, создаваемое одним проводом, и последующая сила, которую другой провод испытывает от созданного поля. Рассмотрим поле, создаваемое проволокой 1, и силу, которую она оказывает на проволоку 2 (назовем силу [латекс]{F}_{2}[/латекс]). Поле из-за [латекса]{I}_{1}[/латекс] на расстоянии р это

[латекс] {B}_{1}=\frac{{\mu }_{0}{I}_{1}}{2\pi r}[/latex]

Рисунок 12.9  (a) Магнитное поле, создаваемое длинным прямым проводником, перпендикулярно параллельному проводнику, как показано правилом правой руки (RHR)-2. (b) Вид сверху на два провода, показанные на (а), с одной линией магнитного поля, показанной для провода 1. RHR-1 показывает, что сила между параллельными проводниками притягивается, когда токи имеют одинаковое направление. Подобный анализ показывает, что сила отталкивающая между токами в противоположных направлениях.

Это поле однородно от проволоки 1 и перпендикулярно ей, поэтому сила [латекс]{F}_{2}[/латекс], действующая на длину l проволоки 2, определяется выражением [латекс]F= IlB\mathrm{sin}\phantom{\rule{0.1em}{0ex}}\theta[/latex] с [латексом]\mathrm{sin}\phantom{\rule{0.1em}{0ex}}\theta = 1\текст{:}[/латекс]

[латекс]{F}_{2}={I}_{2}l{B}_{1}.[/латекс]

Силы на проводах равны по величине, поэтому мы просто пишем F для величины [латекс] {F} _ {2}. [/латекс] (Обратите внимание, что [латекс] {\ stackrel {\ to } {\textbf{F}}}_{1}=-{\stackrel{\to }{\textbf{F}}}_{2}.[/latex]) Поскольку провода очень длинные, удобно думать в терминах F/l , усилие на единицу длины. Подставив выражение для [латекс]{B}_{1}[/латекс] в уравнение 12.10 и переставив члены, мы получим

.

[латекс]\frac{F}{l}=\frac{{\mu }_{0}{I}_{1}{I}_{2}}{2\pi r}.[/latex]

Отношение F/l есть сила на единицу длины между двумя параллельными потоками [латекс]{I}_{1}[/латекс] и [латекс]{I}_{2}[/латекс], разделенными расстояние r . Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны.

Эта сила отвечает за пинч-эффект в электрических дугах и других плазмах. Сила существует независимо от того, есть ли токи в проводах или нет. Это очевидно только в том случае, если общая плотность заряда равна нулю; в противном случае кулоновское отталкивание преобладает над магнитным притяжением. В электрической дуге, где заряды движутся параллельно друг другу, сила притяжения сжимает токи в трубку меньшего размера. В больших автоматических выключателях, таких как те, которые используются в системах распределения электроэнергии по соседству, эффект защемления может концентрировать дугу между пластинами выключателя, пытаясь отключить большой ток, прожечь дыры и даже зажечь оборудование. Другой пример пинч-эффекта можно найти в солнечной плазме, где струи ионизированного материала, такие как солнечные вспышки, формируются под действием магнитных сил. 9{\text{−7}}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{Н/м}.[/latex] Это основа определения ампера.

Провода бесконечной длины нецелесообразны, поэтому на практике баланс токов строится с помощью витков провода, отстоящих друг от друга на несколько сантиметров. Сила измеряется для определения силы тока. Это также дает нам метод измерения кулона. Измеряем заряд, протекающий при токе в один ампер за одну секунду. То есть [латекс]\текст{1 С}=\текст{1 А}\cdot \text{s}.[/латекс] Как для ампера, так и для кулона метод измерения силы между проводниками является наиболее точным. на практике.

Пример

Расчет силы на проводах

Два провода, по обоим проводящим ток вне страницы, имеют ток величиной 5,0 мА. Первый провод расположен на (0,0 см, 3,0 см), а другой провод расположен на (4,0 см, 0,0 см), как показано на рисунке 12. 10. Чему равна магнитная сила на единицу длины первого провода на второй и второго провода на первый?

Рисунок 12.10  Два токоведущих провода в заданных местах с токами вне страницы.

Стратегия

Каждый провод создает магнитное поле, ощущаемое другим проводом. Расстояние по гипотенузе треугольника между проводами — это радиальное расстояние, используемое в расчетах для определения силы на единицу длины. Поскольку по обоим проводам текут токи в одном направлении, сила направлена ​​друг к другу.

Решение

Показать ответ

Расстояние между проводами получается из нахождения гипотенузы треугольника:

9{\ text {−11}} \ hat {\ textbf {j}} \ right) \ text {N / m}. [/latex]

Значение

Эти провода создавали магнитные поля одинаковой величины, но противоположного направления в местах расположения друг друга. Независимо от того, одинаковы поля или нет, силы, с которыми провода действуют друг на друга, всегда равны по величине и противоположны по направлению (третий закон Ньютона).

Проверьте свое понимание

Два провода, по обоим проводящим ток вне страницы, имеют ток величиной 2,0 мА и 3,0 мА соответственно. Первый провод расположен на (0,0 см, 5,0 см), а другой провод расположен на (12,0 см, 0,0 см). Какова величина магнитной силы на единицу длины первого провода на второй и второго провода на первый? 9{\text{−12}}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{N/m}[/latex]

Резюме

• Сила между двумя параллельными токами [латекс]{I}_{1}[/латекс] и [латекс]{I}_{2},[/латекс] на расстоянии r , имеет величина на единицу длины, определяемая как [латекс]\frac{F}{l}=\frac{{\mu }_{0}{I}_{1}{I}_{2}}{2\pi r }.[/латекс]
• Сила притяжения, если токи имеют одинаковое направление, и отталкивания, если они направлены в противоположные стороны.

Концептуальные вопросы

Сравните и сопоставьте электрическое поле бесконечной линии заряда и магнитное поле бесконечной линии тока.

Постоянна ли величина [latex]\stackrel{\to }{\textbf{B}}[/latex] для точек, лежащих на линии магнитного поля?

Показать решение

Линия магнитного поля определяет направление магнитного поля в любой точке пространства. Плотность силовых линий магнитного поля указывает на силу магнитного поля.

Проблемы

Два длинных прямых провода параллельны и находятся на расстоянии 25 см друг от друга. а) Если по каждому проводу течет ток силой 50 А в одном и том же направлении, какова магнитная сила на метр, действующая на каждый провод? б) Сила стягивает провода вместе или раздвигает их? в) Что произойдет, если токи текут в противоположных направлениях?

Два длинных прямых провода расположены параллельно и на расстоянии 10 см друг от друга. По одному течет ток 2,0 А, по другому ток 5,0 А. (а) Если два тока текут в противоположных направлениях, какова величина и направление силы, приходящейся на единицу длины одного провода на другой? б) Какова величина и направление силы на единицу длины, если токи текут в одном направлении? 9{\text{−6}}\text{Н/м}[/latex] по направлению к другому проводу

Два длинных параллельных провода подвешены на шнурах длиной 5,0 см, как показано на прилагаемом рисунке.