Как должен быть расположен проводник с током в магнитном поле, чтобы электромагнитная сила была равна нулю?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для того чтобы электромагнитная сила (сила Ампера), действующая на проводник с током в магнитном поле, была равна нулю, проводник должен быть расположен параллельно линиям магнитной индукции. Ниже приведено подробное объяснение этого явления с точки зрения физики. Физическое обоснование Величина силы Ампера ( FAcap F sub cap A), действующей на проводник с током в магнитном поле, определяется по формуле: FA=IBLsinαcap F sub cap A equals cap I center dot cap B center dot cap L center dot sine alphaГде:

  • Icap I — сила тока в проводнике;
  • Bcap B — модуль вектора магнитной индукции;
  • Lcap L — длина активной части проводника;
  • αalpha — угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции Bmodified cap B with right arrow above.

Анализ условий Сила FAcap F sub cap A обращается в нуль в том случае, когда значение sinα=0sine alpha equals 0. Это происходит в двух геометрических положениях:

  1. α=0alpha equals 0 raised to the composed with power: Ток течет в том же направлении, куда направлены линии магнитного поля (сонаправленно).
  2. α=180alpha equals 180 raised to the composed with power: Ток течет в сторону, противоположную направлению линий магнитного поля (противоположно направленно).

В обоих случаях проводник лежит на той же прямой (или параллельной ей), по которой направлен вектор магнитной индукции. Почему это происходит Магнитное поле воздействует только на те движущиеся заряды (электроны), траектория которых пересекает линии магнитного поля. Когда электроны движутся строго вдоль линий поля, магнитная составляющая силы Лоренца, действующая на каждый отдельный заряд, равна нулю, так как вектор скорости заряда параллелен вектору магнитной индукции. Следовательно, суммарная сила, действующая на весь проводник, также отсутствует. Резюме: Чтобы электромагнитная сила была равна нулю, необходимо ориентировать проводник так, чтобы его ось была параллельна вектору магнитной индукции данного поля. Хотите, чтобы я рассчитал значение силы Ампера для конкретного угла или других параметров тока?

Форма ответа

Ваш аватар