Какова индукция магнитного поля в точке М, находящейся на расстоянии d от одного из проводников, при условии, что расстояние между проводниками составляет ав и направления токов i1 и i2 указаны на рисунке? Известны следующие значения: ав = 10 см, d = 2 см, i1 = 0,895 A, i2 = 0,45 A.
Yascherica
Для решения данной задачи мы можем использовать закон Био-Савара-Лапласа, которая описывает магнитное поле создаваемое током проводника. Формула для индукции магнитного поля в точке \( М \) будет следующей:
\[ B = \frac{{\mu_0}}{{4\pi}} \cdot \frac{{i \cdot dl \cdot \sin(\theta)}}{{r^2}} \]
Где:
\( B \) - индукция магнитного поля,
\( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \) - магнитная постоянная,
\( i \) - сила тока,
\( dl \) - элемент длины проводника,
\( \theta \) - угол между вектором элемента длины проводника и вектором из точки \( М \) к элементу длины проводника,
\( r \) - расстояние от элемента длины проводника до точки \( М \).
Теперь приступим к решению задачи. На рисунке ниже представлена схема:
Мы рассматриваем только один из проводников, поэтому мы сосредоточимся на проводнике, находящемся слева с силой тока \( i_1 \).
Шаг 1: Определяем элемент длины проводника \( dl \).
Величина элемента длины проводника \( dl \) равна расстоянию между проводниками \( a \). Значит, \( dl = a = 10 \) см.
Шаг 2: Определяем угол \( \theta \).
Угол \( \theta \) между вектором элемента длины проводника и вектором из точки \( М \) к элементу длины проводника может быть определен как равный 90 градусов (так как линия, проведенная от точки \( М \) к элементу длины проводника, перпендикулярна проводнику).
Шаг 3: Находим расстояние \( r \).
Расстояние \( r \) между проводником и точкой \( М \) составляет 2 см.
Шаг 4: Подставляем значения в формулу индукции магнитного поля.
Для проводника с током \( i_1 \) значение индукции магнитного поля в точке \( М \) будет:
\[ B_1 = \frac{{\mu_0}}{{4\pi}} \cdot \frac{{i_1 \cdot dl \cdot \sin(\theta)}}{{r^2}} \]
Подставляя значения, получим:
\[ B_1 = \frac{{4\pi \times 10^{-7}}}{{4\pi}} \cdot \frac{{0.895 \cdot 10 \cdot \sin(90)}}{{0.02^2}} \]
\[ B_1 = \frac{{0.895 \cdot 10 \cdot 1}}{{0.0004}} \]
\[ B_1 = 2237.5 \text{ Тл (тесла)} \]
Ответ: Индукция магнитного поля в точке \( М \), находящейся на расстоянии \( 2 \) см от проводника с силой тока \( i_1 = 0.895 \) А, равна \( 2237.5 \) Тл.
\[ B = \frac{{\mu_0}}{{4\pi}} \cdot \frac{{i \cdot dl \cdot \sin(\theta)}}{{r^2}} \]
Где:
\( B \) - индукция магнитного поля,
\( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \) - магнитная постоянная,
\( i \) - сила тока,
\( dl \) - элемент длины проводника,
\( \theta \) - угол между вектором элемента длины проводника и вектором из точки \( М \) к элементу длины проводника,
\( r \) - расстояние от элемента длины проводника до точки \( М \).
Теперь приступим к решению задачи. На рисунке ниже представлена схема:
+-----------------------+
+-----------------------+
M d
\ | /
\ | /
\ a | /
\ | /
\ | /
\ | /
\ | /
\|/
+-----------------------+
+-----i1---------i2-----+
Мы рассматриваем только один из проводников, поэтому мы сосредоточимся на проводнике, находящемся слева с силой тока \( i_1 \).
Шаг 1: Определяем элемент длины проводника \( dl \).
Величина элемента длины проводника \( dl \) равна расстоянию между проводниками \( a \). Значит, \( dl = a = 10 \) см.
Шаг 2: Определяем угол \( \theta \).
Угол \( \theta \) между вектором элемента длины проводника и вектором из точки \( М \) к элементу длины проводника может быть определен как равный 90 градусов (так как линия, проведенная от точки \( М \) к элементу длины проводника, перпендикулярна проводнику).
Шаг 3: Находим расстояние \( r \).
Расстояние \( r \) между проводником и точкой \( М \) составляет 2 см.
Шаг 4: Подставляем значения в формулу индукции магнитного поля.
Для проводника с током \( i_1 \) значение индукции магнитного поля в точке \( М \) будет:
\[ B_1 = \frac{{\mu_0}}{{4\pi}} \cdot \frac{{i_1 \cdot dl \cdot \sin(\theta)}}{{r^2}} \]
Подставляя значения, получим:
\[ B_1 = \frac{{4\pi \times 10^{-7}}}{{4\pi}} \cdot \frac{{0.895 \cdot 10 \cdot \sin(90)}}{{0.02^2}} \]
\[ B_1 = \frac{{0.895 \cdot 10 \cdot 1}}{{0.0004}} \]
\[ B_1 = 2237.5 \text{ Тл (тесла)} \]
Ответ: Индукция магнитного поля в точке \( М \), находящейся на расстоянии \( 2 \) см от проводника с силой тока \( i_1 = 0.895 \) А, равна \( 2237.5 \) Тл.
Знаешь ответ?