Консультация # 197378: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводам текут токи I1 = 50 А и I2 = 100 А в противоположных направлениях. Расстояние между проводниками d = 20 см. Определить магнитную индукцию B в точке, удалённой от первого проводника на r1 = 25 см и от второго на r2 = 40 см....
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводам текут токи I1 = 50 А и I2 = 100 А в противоположных направлениях. Расстояние между проводниками d = 20 см. Определить магнитную индукцию B в точке, удалённой от первого проводника на r1 = 25 см и от второго на r2 = 40 см.
Здравствуйте, sasha181999_9! Дано : I1 = 50 А, I2 = 100 А, d = 20 см, r1 = 25 см, r2 = 40 см. Вычислить магнитную индукцию B . Решение : Проведём плоскость, перпендикулярную проводам. Точки, в которых находятся обозреваемые торцы проводов, и заданная точка М образуют треугольник со сторонами d , r1 и r2 . Глядя на эту плоскость, примем, что ток в первом проводнике течёт от нас (кружок с крестиком), а ток во втором проводнике течёт к нам (кружок с точкой).
В
соответствии с правилом правой руки (см ru.wikipedia.org/wiki/Правило_буравчика ) задаём направление векторов B1→ , B2→ магнитной индукции первого и 2го проводов. Абсолютные величины этих векторов вычисляем по формулам: B1 = µ·µ0·I1/(2·π·r1) , B2 = µ·µ0·I2/(2·π·r2) . Здесь µ=1 - относительная магнитная проницаемость вакуу
ма и воздуха, µ0 = 4·π·10-7 Гн/м - магнитная постоянная.
Для вычисления и построения углов треугольника используем теорему косинусов. Вычисления удобно делать в приложении ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad . Маткад-скриншот с чертежом треугольника прилагаю. Я добавил в него подробные комментарии зелёным цветом.
Ответ : магнитная индукция равна 21 мТл .
В первом выше-изложенном варианте я показал избыточно-исчерпывающее решение Вашей задачи. Если Вам не интересны все подробности, а достаточно лишь, как говорится, "сдать и забыть", тогда не обязательно вычислять точные координаты треугольника, образованного торцами проводников и точкой М с вычисляемой магнитной индукцией B
.
Показываю упрощённый Вариант2 : Для нахожден
ия магнитной индукции В в точке М воспользуемся принципом суперпозиции магнитных полей. Сначала вычислим модули векторов магнитной индукции В1 и В2 по формулам: B1 = µ0·I1/(2·π·r1) = 40 мТл, B2 = µ0·I2/(2·π·r2) = 50 мТл.
Затем вычислим косинус угла AMC по теореме косинусов для треугольников CosM=(r12+r22-d2) / (2·r1·r2) = 0,91 И наконец, сложим векторы B1 и B2 геометрически по теореме косинусов : B
= √(B12 + B22 - 2·B1·B2·cos(AMC)) = 21 мТл.
Дотошный читатель может заметить, что согласно правилам сложения векторов для параллелограммов надо использовать формулу B = √(B12 + B22 - 2·B1·B2·cos(φ')) , где φ - угол м-ду векторами, а φ' - угол, смежный с углом φ (φ' = 180° - φ , см "Сложение векторов: длина суммы векторов и теорема косинусов" function-x.ru/vectors_cosinus.html или "Векторы. Операции с векторами" Ссылка ). Однако, по счатливой случайности, наш острый угол AMC и есть тот самый угол, смежный с тупым углом м-ду векторами.
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!