Oddziaływanie równoległych przewodników z prądem

Na Rys. 1 przedstawione są dwa prostoliniowe przewodniki z prądem umieszczone równoległe w próżni w odległości \( d \) od siebie.

Rysunek 1: Przewodniki z prądem oddziałujące na siebie za pośrednictwem pola magnetycznego

Przewodnik 'a' wytwarza w swoim otoczeniu w odległości \( d \) pole magnetyczne, które zgodnie ze wzorem Zastosowanie prawa Ampere'a - prostoliniowy przewodnik-( 3 ) wynosi

(1)

\( {B_{{a}}=\frac{\mu _{{0}}I_{{a}}}{2\mathit{\pi d}}} \)

W tym polu znajduje się przewodnik 'b', w którym płynie prąd I \( _{b} \). Na odcinek \( l \) tego przewodnika działa siła

(2)

\( {F_{{b}}=I_{{b}}{lB}_{{a}}=\frac{\mu_{{0}}l\;I_{{a}}I_{{b}}}{2\mathit{\pi d}}} \)

Zwrot siły jest pokazany na Rys. 1. Oczywiście to rozumowanie można "odwrócić" i obliczyć siłę jaka działa na przewodnik 'a' w polu magnetycznym wytwarzanym przez przewodnik 'b'. Wynik obliczeń jest ten sam co wprost wynika z trzeciej zasady dynamiki Newtona. Widzimy, że dwa równoległe przewodniki z prądem oddziaływają na siebie za pośrednictwem pola magnetycznego. Przewodniki, w których prądy płyną w tych samych kierunkach przyciągają się, a te w których prądy mają kierunki przeciwne odpychają się.

Doświadczenie to można prześledzić na filmie poniżej

Film został udostępniony przez Politechnikę Warszawską na licencji Creative Commons BY-SA 3.0. PL dla potrzeb e-podręczników AGH.

Uwaga 1: Jednostki

Fakt oddziaływania przewodników równoległych wykorzystano do definicji ampera. Załóżmy, że \( d = 1 \)m oraz, że w przewodnikach płyną jednakowe prądy \( I_{a} = I_{b} = I \). Jeżeli dobierzemy tak prąd, aby siła przyciągania przewodników, na 1 m ich długości, wynosiła 2·10 \( ^{-7} \) N to mówimy, że natężenie prądu w tych przewodnikach jest równe jednemu amperowi.

Temat:
Opis:
Typ:

Email:

Fizyka

Oddziaływanie równoległych przewodników z prądem

Uwaga 1: Jednostki