Oddziaływanie dwóch prostych przewodów

Rozwiązanie

Wartość na jednostkę długości

Korzystamy z modelu prostych równoległych przewodów, których długość jest duża względem odstępu. Podane prądy są ustalone, a ośrodek to próżnia. Pole jednego przewodu działa na prąd drugiego; przy liczeniu wartości nie dodajemy do siebie sił działających na dwa różne przewody.

\frac{F}{l}=\frac{\mu_0 I_1I_2}{2\pi d}=\frac{2\cdot10^{-7}\cdot2\cdot3}{0{,}10}=1{,}2\cdot10^{-5}\,\mathrm{N/m}. Odpowiedź: 1,2·10⁻⁵ N/m i przyciąganie. Zgodne prądy oznaczają wskazany charakter siły.

Wybrany odcinek

Dla 0,50 m otrzymujemy F=1,2·10⁻⁵·0,50=6,0·10⁻⁶ N. To oszacowanie w modelu długich przewodów, z pominięciem efektów końców. Nie jest dokładnym opisem dwóch dowolnie ułożonych półmetrowych przewodów.

Zmiana odległości i jednego zwrotu

Dwukrotnie większe d zmniejsza F/l dwukrotnie, do 6,0·10⁻⁶ N/m. Odwrócenie jednego prądu zmienia przyciąganie w odpychanie, ale przy tych samych wartościach prądów nie zmienia ponownie obliczonej wartości.

Dla tego samego odcinka 0,50 m siła ma więc wartość 3,0·10⁻⁶ N i odpycha przewody. Rozdzielenie wartości od charakteru oddziaływania zapobiega wpisywaniu ujemnej „wartości siły” tam, gdzie chodzi o zmianę zwrotu.

Powiązana teoria

Siła Lorentza: tor cząstki, ramka silnika i dwa przewody

Dalsza lektura

Materiał referencyjny