Question

Провідник зі струмом розміщений у магнітному полі з індукцією В= 20 мТл. Визначте силу, що діє на цей провідник, якщо його довжина L=0, 1 м, а сила струму I= 3A

Answer 1

Fa=BIL=0,02 Тл *0,1 м *3А=0,006 Н=6 мН

Answer 2

Для визначення сили, що діє на провідник у магнітному полі, можна скористатися формулою для сили Лоренца:

$F = |I| \cdot |B| \cdot L \cdot \sin(\theta),$

де: $F$ - сила, що діє на провідник (в ньому же вимірюємо), $|I|$ - абсолютне значення сили струму, $|B|$ - абсолютне значення індукції магнітного поля, $L$ - довжина провідника, $\theta$ - кут між напрямом струму і напрямом індукції магнітного поля.

Оскільки сила струму відома, то можемо знехтувати знаком, бо він буде врахований у виразі для кута.

$F = I \cdot B \cdot L \cdot \sin(\theta).$

Для того, щоб знайти кут $\theta$, використаємо правило правої руки: розташуйте праву руку так, щоб вказівний палець вказував в напрямку струму (від "+" до "-") і згинайте пальці в напрямку індукції магнітного поля (від півночі до півдня). Ваш великий палець покаже напрямок сили, що діє на провідник. Зауважимо, що оскільки магнітне поле в нашому завданні вказує з півночі на південь, а струм "протікає" від "+" до "-", кут між ними 180°.

$\theta = 180° = \pi \text{ радіан}.$

Тепер можемо підставити дані у формулу:

$F = 3 \text{ А} \cdot 20 \times 10^{-3} \text{ Тл} \cdot 0.1 \text{ м} \cdot \sin(\pi).$

У формулі синуса значення $\sin(\pi) = 0$, тому сила $F = 0$.

Отже, сила, що діє на провідник, дорівнює нулю. Це означає, що при заданих значеннях сили струму, довжини провідника та індукції магнітного поля, сила не впливає на провідник. Він не буде пересуватися або похилятися в цьому магнітному полі.