Астрофизический портал | |
|
Магнитное поле соленоида и длинного провода с током (1 декабря 2008)
Задача взята из сборника задач по физике для первого курса СПбГУТ: Л. М. Черных; А. В. Кочерыженков. Физика (ускоренное обучение): методические рекомендации и контрольные задания / СПбГУТ. - СПб, 2001. - Ч. I.
Мое решение
Необходимо рассматривать соленоид и прямой длинный провод с током как систему источников магнитного поля. Соответственно, магнитная индукция в некой точке будет представлять собой, согласно принципу суперпозиции полей, векторную сумму магнитных индукций, создаваемых каждым из источников. Допустим, в этой точке магнитная индукция равна нулю. Тогда необходимо выразить индукцию через расстояние до этой точки.
Вот, собственно, на этом я и остановилась, далее не совсем понятно, как именно выразить индукцию через расстояние и какую величину расстояния использовать: относительно оси соленоида или же относительно длинного провода. Формулы, которыя я пытаюсь использовать:
Магнитная индукция, создаваемая длинным прямым проводом с током I2 = 50 мА на расстоянии r от провода:
B = μoI2/(2πr),
так как соленоид бесконечно длинный, индукция однородного поля внутри соленоида:
B = μoI1n.
А что дальше делать — не знаю, не получается построить ход рассуждений.
- версия для печати
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Комментарии
B = ?oI1n.
Магнитная индукция, создаваемая проводом на расстоянии r:
B = ?oI2/(2?r).
В некоторой точке внутри соленоида они друг друга "гасят":
?oI2/(2?r) = ?oI1n.
Откуда r = I2/I1/(2?n)= 0.016 см? Эта точка вне соленоида. Данные точно правильные? Может, по проводу ток 50 А?
Если данные верные, то искомой точки не существует.
Спасибо за подсказки!
То есть следует сложить полученное расстояние r с расстоянием a?
Раз ошибок в условии нет, то искомой точки просто не существует. В каждой точке пространства есть магнитное поле.
Возможно ли рассматривать в данном случае не соленоид в целом, а круговой элемент с током (как часть соленоида), т.е. круговой виток с током? Рассмотреть его взаимодействие с длинным проводом?
Будет ли допустимо тогда использовать формулу для магнитной индукции в центре кругового витка с током:
B = μoI/(2R),
где R — диаметр витка?
Если ток будет 50 А, то r = 16 см (расстояние от провода), тогда расстояние от оси соленоида равно 30 см − 17 см = 14 см.