Атомная физика | Физические законы механики | Термодинамика | Электричество | Магнетизм | Оптика | Молекулярная физика | Физмат.ру
Математика 1 семестр | Математика 2 семестр | Математика 3 семестр | Математика 4 семестр | Интегралы | 1 курс

Электромагнетизм примеры решения задач Магнетизм

Пример 1. По двум параллельным прямым проводам длиной l=2,5 м каждый, находящимся на расстоянии d=20 см друг от дру­га, текут одинаковые токи I=1 кА. Вычислить силу F взаимодей­ствия токов.

Решение. Взаимодействие двух проводников, по которым текут токи, осуществляется через магнитное поле. Каждый ток соз­дает магнитное поле, которое действует на другой проводник. Пред­положим, что оба тока (обозначим их 1г и I2) текут в одном направ­лении.

Вычислим силу F1,2, с которой магнитное поле, созданное током I1, действует на проводник с током I2. Для этого проведем магнит­ную силовую линию так (штриховая линия на рис. 22.1), чтобы она касалась проводника с током I2. По касательной к силовой линии проведем вектор магнитной индукции В1. Модуль магнитной индук­ции B1 определяется соотношением  

 (1) 

Согласно закону Ампера, на каждый элемент второго проводника с током I2 длиной dl2 действует в магнитном поле сила

Так как отрезок dl перпендикулярен вектору B1, то

и тогда

 (2)

 

Подставив в выражение (2) В1 из (1), получим

 

________________ 

Длинный проводник (l>>d) можно приближенно рассматривать как бес­конечно длинный.

 

 

Силу F1,2 взаимодействия * проводников с током найдем интегрированием по всей длине второго проводника;

Заметив, что I1=I2=I и l2=l, получим

Убедимся в том, что правая часть этого равенства дает единицу силы

 

 

Произведем вычисления:

 

Сила F1,2 сонаправлена с силой dF1,2 (рис. 22.1) и определяется (в данном случае это проще) правилом левой руки.

_________________

По третьему закону Ньютона, сила, действующая на первый проводник со стороны второго, будет равна найденной по модулю и противоположной по направлению

Таблица 2

Масса m0 энергия E0 покоя некоторых элементарных частиц и легких ядер

 Масса

 Энергия

 Частица

m0 ,кг

m0 ,а.е.м.

Е0 , Дж

Е0 , МэВ

Электрон

9.11×10-31

0.00055

8.16×10-14

0.511

Протон

1.672×10-27

1.00728

1.50×10-10

938

Нейтрон

1.675×10-27

1.00867

1.51×10-10

939

Дейтрон

3.35×10-27

2.0135

3.00×10-10

1876

a - частица

6.64×10-27

4.00149

5.96×10-10

3733

Таблица 3.

Массы некоторых нейтральных атомов в а.е.м.

Элемент

Изотоп

Масса

Элемент

Изотоп

Масса

Водород

 1H1

1.00783

Алюминий

 27Аl13

26.98153

Водород

 2Н1

2.01410

Магний

 24Mg12

23.98504

Водород

 3Н1

3.01605

Магний

 24Mg12

26.98436

Гелий

 3Не2

3.01603

Фосфор

 33P15

32.97174

Гелий

 4Не2

4.00260

Сера

 32S16

32.97146

Литий

 7Li3

7.01601

Серебро

 108Ag47

107.868

Таблица 4

Периоды полураспада некоторых радиоактивных элементов.

Элемент

Символ

Тип распада

Период полураспада

Углерод

14С6

b-

5730 лет

Магний

 27Mg12

b-

10 минут

Кобальт

60Co27

b-, g

10 суток

Стронций

90Sr38

b-

28 лет

Иод

131J53

b-

8 суток

Цезий

137Cs55

b-

26.6 лет

Радий

219Ra88

a

10-3 с

Радий

226Ra88

a, g

1620 лет

Радон

222Rn86

a

3.8 суток

  Потенциальный характер электростатического поля. Работа по переносу заряда в электростатическом поле. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда, шара. Потенциал поля, созданного системой зарядов. Эквипотенциальные поверхности. Принцип суперпозиции для потенциала. Связь между напряженностью и потенциалом. Градиент потенциала.