Question

Прямой проводник укреплён горизонтально. Параллельно ему в той же вертикальной плоскости, ниже на расстояние 2 м расположен другой прямой проводник массой m=0.2 кг и длиной L=5м. По нему пропускают ток I= 4А. Чему должна быть равна сила тока в верхнем проводнике, чтобы он уравновесил вес нижнего проводника?​

Answer 1

Ответ:

10⁶ A

Объяснение:

a=2 м   m=0.2 кг    L=5 м    I2=4 A    μo=4*π*10⁻⁷ Гн/м   I1=?

===

Индукция магнитного поля верхнего проводника

B=μo*I1/(2*π*a)

Условие равновесия

m*g=I2*B*L*sinα

(sin90=1)

I1=m*g*a/(2*10⁻⁷*I2*L)=0.2*10*2/(2*10⁻⁷*4*5)=10⁸ A

====================================

Answer 2

Для начала, найдем вес нижнего проводника. Вес вычисляется по формуле F = m * g, где m - масса, а g - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9.8 м/с²).

F = 0.2 кг * 9.8 м/с² = 1.96 Н

Теперь найдем силу, необходимую для уравновешивания веса нижнего проводника. Сила тока, проходящего по проводнику, создает магнитное поле вокруг проводника, которое воздействует на другой проводник. Сила взаимодействия двух проводников равна:

F = (μ₀ * i₁ * i₂ * l) / (2 * π * r)

где μ₀ - магнитная постоянная (μ₀ = 4π * 10⁻⁷ Тл·м/А), i₁ - ток в верхнем проводнике (неизвестная), i₂ - ток в нижнем проводнике (4 А), l - длина проводника (5 м), r - расстояние между проводниками (2 м).

Подставляя значения в формулу, получаем:

1.96 Н = (4π * 10⁻⁷ Тл·м/А) * i₁ * 4 А * 5 м / (2 * π * 2 м)

После сокращений и упрощений, получаем:

1.96 Н = 10⁻⁶ Тл·м/А * i₁

Из этого уравнения можно выразить i₁:

i₁ = 1.96 Н / (10⁻⁶ Тл·м/А) = 1.96 * 10⁶ А

Таким образом, сила тока в верхнем проводнике должна быть равной 1.96 * 10⁶ А для того, чтобы уравновесить вес нижнего проводника.