Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem

Na rysunku zostały przedstawione dwa równoległe do siebie przewodniki o długości l, w których płyną w tych samych kierunkach prądy o natężeniach I1 oraz I2.

Przewodnik drugi znajduje się w polu magnetycznym, skierowanym za ekran (B1), które jest wytworzone przez prąd elektryczny płynący w pierwszym przewodniku. Przewodnik pierwszy natomiast znajduje się w zewnętrznym polu magnetycznym (B2), które skierowane jest przed ekran i jest ono rezultatem prądu płynącego przez przewodnik drugi.
Na obydwa przewodniki działają więc siły elektrodynamiczne (F1 i F2), które powodują przyciąganie się przewodów.

Wartości sił elektrodynamicznych działających na pierwszy i drugi przewodnik są odpowiednio równe:

\(F _{1}=I _{1} lB _{2} \)

\(F _{2}=I _{2} lB _{1} \)
 
Wartości indukcji pól magnetycznych są równe:

\(B _{2}= \frac{ \mu _{0}I _{2} }{2 \pi R} \) 

\(B _{1}= \frac{ \mu _{0}I _{1} }{2 \pi R} \), więc siły elektrodynamiczne można zapisać w postaci:

\(F _{1}=I _{1} l \frac{ \mu _{0}I _{2} }{2 \pi R} = \frac{ \mu _{0}lI _{1} I _{2} }{2 \pi R} \)

 

\(F _{2}=I _{2} l \frac{ \mu _{0}I _{1} }{2 \pi R} = \frac{ \mu _{0}lI _{1} I _{2} }{2 \pi R} \)

\(F _{1} =F _{2} \)

Widać, że obydwie siły elektrodynamiczne mają tą samą wartość. Takiego wyniku należało się spodziewać, gdyż zgodnie z trzecią zasadą dynami Newtona jeżeli jedno ciało działa z pewną siłą na drugie ciało, to drugie ciało działa na to pierwsze z siłą o tej samej wartości lecz przeciwnie skierowaną.

Na rysunku poniżej przedstawiono dwa równoległe przewodniki, w których prądy płyną w przeciwne strony.

 W tym przypadku wartości obydwu sił będą takie same, lecz ich zwroty będą przeciwne – przewodniki będą się odpychać.

Analiza oddziaływania pomiędzy dwoma równoległymi przewodnikami z prądem umożliwia podanie definicji jednostki natężenia prądu elektrycznego.

Jeden amper to natężenie prądu, przy którym dwa metrowe przewodniki rozsunięte na odległość jednego metra działają na siebie siłą równą 2•10-7C.

Polecamy również:

  • Siła Lorentza

    Siła Lorentza działa na ładunki elektryczne, poruszające się w polu magnetycznym. Wyraża się ona wzorem:  Więcej »

  • Siła elektrodynamiczna

    Siła elektrodynamiczna działa na przewodnik z prądem, który jest umieszczony w zewnętrznym polu magnetycznym. Wyraża się ona następującym wzorem: Więcej »

Komentarze (1)
Wynik działania 1 + 4 =
Piotr
2022-02-10 21:42:42
Możliwe, że czegoś nie zrozumiałem, ale sformułowanie "siłą równą 2•10^-7C." wydaje się błędem, ponieważ C jest jednostką ładunku, a nie siły...
Ostatnio komentowane
• 2025-03-08 02:40:40
cycki lubie
• 2025-03-05 14:35:07
bardzo to działanie łatwe
• 2025-03-03 13:00:02
Jest nad czym myśleć. PEŁEN POZYTYW.
• 2025-03-02 12:32:53
pozdro mika
• 2025-02-24 20:08:01