Магнитна сила между два тока, течащи в противоположни посоки

В предишното видео видяхме, че ако имаме два потока или два проводника, по които тече ток в една и съща посока, то те ще се привличат. А какво ще стане... преди да се впуснем в цифри... ако два потока се движат в обратни посоки? Ще се привличат ли или ще се отблъскват? Може би можеш да познаеш, но нека да разгледаме упражнението. Осъзнавам, че миналия път, когато го правих, се получи малко неподредено. Ще го направя малко по-чисто този път – не се налага да чертая толкова много линии на магнитните полета. Нека това да бъде проводник 1. А това проводник 2. Ще начертая токовете в противоположни посоки. Това е I1 А това I2 Та как ще изглежда магнитното поле, създадено от I1? Нека да приложим правилото за свитите пръсти на дясната ръка. Палецът да сочи посоката на тока, а а свитите пръсти ще показват посоката на магнитното поле. Ще влезе в страницата тук и ще излезе оттук, ако си поставиш палеца така. Винаги използвай дясната си ръка, и ще получиш този тип магнитно поле. И разбира се, то ще влезе в страницата, в екрана, и ще продължи до безкрайност, отслабвайки. То е обратно пропорционално на разстоянието до проводника, така че постепенно отслабва. Но дори тук това магнитно поле навлиза в страницата. Ние знаем, просто малък преговор, че силата, създадена от ток 1, и действаща на ток 2 – това е само подреждането, което аз използвам, 1 не винаги е първо – е равна на ток 2 по някаква дължина, да я наречем дължина L2, по посока на проводника. Това ще е вектор, защото е величина, характеризираща се от дължина и посока. И се движи по посоката на тока. Нека това да бъде L2. Говорим за разстоянието от тук до тук. Това е токът. Умножаваме векторно по магнитното поле. Ще се върна на това. Магнитното поле, създадено от 1. Всичко изглежда много сложно, но може просто да използваш правилото на дясната ръка и да разбереш посоката. Поставяме си показалеца... аз го правя в момента, ти не можеш да видиш... поставяме показалеца по посока на L2 Може да напишем 2-ката тук долу, вместо голямата горе. Слагаме показалеца по посока на L2 Правя го отново и отново, за да съм сигурен, че ще го начертая правилно. Поставяме средния пръст по посока на... това е L2. Това е то. По посока на средния пръст. Извинявам се, имах предвид показалеца. Средният ти пръст е по посоката на полето, така че ще сочи надолу, защото полето влиза в екрана, от тази страна на проводника. А другата ти ръка ще прави каквото си иска (LOL). После палеца ти ще сочи посоката на нетната сила. Така че палецът ти ще е в това положение. И готово. Това е горната страна на ръката ти. Имаш малки венички, сухожилия или каквото са там, това е нокътят ти. В тази ситуация, когато токовете са в противоположна посока, нетната сила ще сочи навън при този проводник. Нетната сила сочи навън. Ако не ми вярваш, може да опиташ самостотелно, но силата действаща на ток 1, или проводник 1, или някаква дължина от проводник 1, породена от магнитното поле на ток 2, също ще сочи навън. Така че ако се позамислиш за момент, или имаш вътрешно усещане, ако токът се движи в същата посока, те ще се привличат, а ако токовете са в противоположни посоки – ще се отблъскват. Та нека да използваме малко цифри. Нека да приложим малко цифри към задачата. Да го направим с противоположни посоки на тока. Да кажем, че ток 1– ще си измисля някакви цифри – е 2 ампера. Ток 2, е... не знам... 3 ампера. Какво друго е нужно да знаем? Колко раздалечени са един от друг. Да кажем, че това разстояние е... не знам.. нека да е малко. Нека да е сносно число. Да кажем, че са на разстояние 1 милиметър един от друг. Искаме всичко да е в стандартни мерни единици, за да се получи всичко. Нека ги превърнем в метри. Значи това е 1 по 10 на степен -3. Значи са доста близко един до друг. Сега нека да намерим... силата, действаща на проводник 1 от поток 2. За да видим, че тук също има отблъскване. Да кажем, че въпросната дължина L1 е... не знам, нека да я направим дълга – 10 метра. Добре. Та как става? Първо, нека да намерим силата на магнитното поле, създадено от I2. Начертах ръката прекалено голяма, заема много място. Магнитното поле, създадено от I2, големината му е равна на... приемаме, че обектите се намират във въздух. така че можем да използваме магнитната проницаемост на вакуум. Тя е равна на тази константа, на магнитната проницаемост на вакуум. Уможено по I2. Просто величина. Помни, намираме посоката, като обвиваме ръка около проводника. Ще го направим след секунда. Разделено на 2 пъти Пи по радиуса. 2 пъти Пи по радиуса. Да видим... Силата на магнитното поле е равна на... е, това остава... казах, че I2 е 3 ампера... по 3 ампера, разделено на 2 пъти Пи по 1, умножено по 10 на минус трета. 10 на минус трета. Да видим... отговорът ще е в тесла. Добре. Ето, вече имаме магнитната проницаемост на вакуум. Та нека го запишем. Магнитната проницаемост на вакуума, умножена по три, разделено на 2 пъти Пи, по 1Е минус 3. И получавам... отговорът ще бъде в тесла... 6Е минус 4 тесла. Та магнитната плътност на магнитното поле, създадено от ток 2 е равно на 6 по 10 на минус четвърта тесла. А каква е посоката на това магнитно поле? Тук използваме правилото на дясната ръка. Обвий дясната си ръка около проводника по посока на тока и получаваш формата на магнитното поле. Поставих си дясната ръка, палецът ми показва формата на тока. Ръката ми ще изглежда горе-долу така, ето кокалчетата ми. Пръстите ми ще излязат от този край. Та, магнитното поле, създадено от ток 2 ще изглежда горе-долу така. От тази страна на проводника, където се пресича с равнината, то ще излиза. А от тази страна ще влиза вътре. Добре. Та сега може да намерим каква е нетната сила, действаща на първия проводник. Нека да изтрия една част, за да си освободя малко пространство. Да видим. Вече използвахме трите ампера. Всъщност, вече използвахме всичко. Само трябва да знаем, че това магнитно поле излиза от екрана, нужна ни е само големината му. Даже може да изтрием целия чертеж, защото вече знам, че това създава магнитно поле. Остана ни само магнитното поле и този проводник. Но както и да е, ще го оставя, за да си напомняме за задачата. Та каква е нетната сила, действаща на проводник 1? Нетната сила, прилагана на проводник 1 от проводник 2, е равна на тока в проводник 1... т.е. 2 ампера, умножено по вектора (L1). Сега ще го запиша. Умножено по магнитното поле. И всъщност се занимаваме само с големината, защото може да намерим посоката... или хайде първо да намерим посоката. L1 сочи нагоре. Така че това е посоката на показалеца. B влиза в страницата. Това е B2 Това е магнитното поле, създадено от този проводник. То влиза в страницата. Ако приложим правилото на дясната ръка, какво се получава? Показалецът ми сочи посоката на тока, посоката на I1, средният ми пръст сочи надолу, ти не можеш да видиш, насочен е към страницата. А другите ми два пръста правят каквото трябва. И така, палецът ми е насочен по посоката на нетната сила. Това е горната част на ръката ми. Та нетната сила е в тази посока. Не се налага да се занимаваме с вектори кой знае колко вече, защото знаем крайната посока на нетната сила. Е, колко е големината? Големината на силата е равна на тока, 2 ампера, умножено по разстоянието, по 10 метра, по големината на магнитното поле. Това е 6 по 10 на минус 4 тесла. И тогава, когато вземем произведението, взимаме синуса на тета между тези два вектора Но те са перпендикулярни. Магнитното поле се влива в страницата, докато посоката на вектора на проводника, на дължината на проводника, се движи по дължината на страницата. Перпендикулярни са. Така че синус от тета е равен на 1. Когато нещата се перпендикулярни, не се налага да се занимаваме със синус от тета. Можем просто да умножим полученото и да използваме правилото на дясната ръка за посоките. Така получаваме 20 по 6, което е 120, по 10 на минус четвърта. Това е същото като 1,2 по 10 на минус втора. Та големината на силата е 1,2, силата от ток 2, действаща на проводник 1. Големината е 1,2 по 10 на минус втора нютона. Защото използвахме стандартните мерни единици. И посоката е навън. Ако знаехме масата, щяхме просто да разделим силата на масата, и бихме получили ускорението навън в този момент. Разбира се, колкото повече се отдалечава, магнитното поле отслабва, така че нетната сила също ще остлабва. И ще започне да ускорява с все по-ниска скорост Извинявам се, с по-бавно темпо. Но разбира се, движението все още е ускорително. Така че ще се отдалечава все по-бързо. Както и да е, времето ми свърши. Ще се видим в следващото видео.