Взаимодействие двух параллельных проводников с током

Законы Био – Савара – Лапласа и Ампера применяются для определения силы взаимодействия двух параллельных проводников с током. Рассмотрим два бесконечных прямолинейных проводника с токами I₁ и I₂ , расстояние между которыми равно а. На рис. 1.10 проводники расположены перпен

на нас) и обозначены точками. Каждый из проводников создает магнитное поле, которое действует на другой проводник. Ток I₁ создает вокруг себя магнитное поле, линии магнитной индукции которого представляют собой концентрические окружности. Направление определяется правилом правого винта, а его модуль по закону Био – Савара – Лапласа. Согласно проведенным выше расчетам модуль равен Тогда, согласно закону Ампера, dF₁=I₂B₁dℓ или и аналогично .
Направление силы , с которой поле действует на участок dl второго проводника с током I₂ (рис.1.10), определяется по правилу левой руки. Как видно из рис. 1.10 и расчетов, силы одинаковы по модулю и противоположны по направлению. В нашем случае они направлены навстречу друг другу и проводники притягиваются. Если токи текут в противоположных направлениях, то возникающие между ними силы отталкивают проводники друг от друга. Итак, параллельные токи (одного направления) притягиваются, а антипараллельные ( противоположных направлений ) - отталкиваются.Для определения силы F, действующей на проводник конечной длины ℓ, необходимо проинтегрировать полученное равенство по ℓ от 0 до ℓ:При магнитном взаимодействии выполняется закон действия и противодействия, т.е. третий закон Ньютона: .

Если два параллельных проводника с током находятся в вакууме (m = 1),то зная силу взаимодействия на единицу длины проводника можно определить числовое значение магнитной постоянной m₀. Согласно опыту Н/м при I₁ = I₂ = 1 А и R = 1 м. Подставив это значение в формулу, получим m₀ = 4p×10^-7 Н/А² = 4p×10^-7 Гн/м, где генри (Гн) — единица индуктивности.

Контрольные вопросы первого уровня

1. Как выглядят линии магнитной индукции, чем они отличаются от линий напряженности электрического поля?

2. Запишите закон Ампера. Сформулируйте правило левой руки.

3. Что такое молекулярные токи по гипотезе Ампера?

4. Сформулируйте правило правого винта.

5. Что называется магнитной индукцией, в чем она измеряется?

6. В чем заключается принцип суперпозиции полей?

7. Что определяет закон Био-Савара-Лапласа?

8. Как определяется магнитное поле кругового тока?

9. Как определяется магнитное поле прямого тока?

10. Чему равна сила взаимодействия двух параллельных бесконечных токов?