10.14.2.4. Побудова графічної картини напруженості поля паралельних проводів
Для побудови кривої зміни напруженості магнітного поля уздовж прямої , яка сполучає осі проводів зі струмами, застосовуємо знову метод накладання.
Струм
проводу 1
створює в будь-якій точці прямої
напруженість поля, вектор якої направлений
перпендикулярно лінії
(наприклад,
в точці
,
рис. 10.21).
Величина напруженості зменшується в міру віддалення від точки у відповідності з формулою (10.35, а):
.
В
икористовуючи
дані табл. 10.1 і враховуючи що струм в
обох проводах однаковий, будуємо графік
залежності
(рис. 10.23, а),
який є дзеркальним відображенням графіка
(рис. 10.20).
Струм проводу 2 створює аналогічну картину розподілу векторів напруженості магнітного поля (рис. 10.23, б).
Для
більш повного уявлення про картину поля
на рис. 10.23 наведено розподіл величини
напруженості
уздовж ділянки
і
,
які знаходяться за межами розглядуваної
прямої
на її продовженні.
Щоб
одержати криву зміни результуючої
напруженості магнітного поля двох
паралельних проводів (рис. 10.24), додамо
відповідні ординати графіків напруженостей
кожного проводу, тобто накладемо один
на одного графіки
рис. 10.23, а
і рис. 10.23, б.
К
риву
результуючої напруженості поля для
ділянок
і
(рис. 10.24), де вектори
і
напруженостей, збуджених струмами
й
проводів 1
і 2,
мають протилежні напрямки, одержимо як
різницю ординат графіків рис. 10.23, а
і рис. 10.23, б.
10.14.2.5. Визначення сили взаємодії трьох проводів зі струмами
На
третього проводу зі струмом
,
що проходить через точку
паралельно до проводів 1
і 2,
діє сила
магнітного поля цих двох проводів.
Для
визначення напрямку дії сили
перенесемо вектор
з рис. 10.22, б
на рис. 10.25, а.
Вектор магнітної індукції
співпадає за напрямком з вектором
.
Тоді вектор сили
згідно з правилом лівої руки буде
відставати від вектора
на кут
(рис. 10.25, а).
Силу взаємодії третього проводу з проводами 1 і 2 можна знайти іншим способом, а саме: від проводу 2 він відштовхується з силою:
а до проводу 1 притягується з силою:
Вектор
результуючої сили
рівний геометричній сумі векторів сил
і
(рис. 10.25, б).
Взявши мірило
при довжині вектора
,
одержимо:
.
Розділ 11. Змінне електромагнітне поле
11.1. Основні поняття та визначення
У попередніх розділах були описані часткові виявлення електромагнітного поля: електричні поля системи нерухомих заряджених тіл та електричні і магнітні поля нерухомих середовищ з постійними струмами.
У загальному випадку для змінних в часі зарядів і струмів, рухомих заряджених або намагнічених тіл або рухомих контурів зі стумами в навколишньому просторі існує змінне електромагнітне поле, тобто, сукупність взаємозв’язаних електричного та магнітного полів, які змінюються в часі.
Змінне електромагнітне поле являється одним з видів матерії, так як воно володіє масою, енергією, кількістю руху і може перетворюватись в інші види матерії. В подальшому будемо розглядати змінне електромагнітне поле в нерухомих однорідних й ізотропних середовищах.
При дослідженнях процесів у змінному електромагнітному полі використовують чотири рівняння Максвелла:
1)
– виражає зв’язок між ротором напруженості
магнітного поля в деякій його точці і
густиною струму в цій же точці поля;
2)
–
виражає принцип неперервності магнітного
потоку (принцип замкнутості);
3)
– виражає зв’язок між ротором напруженості
електричного поля в деякій його точці
і швидкістю зміни магнітного поля в цій
же точці поля;
4)
– виражає зв’язок між вихорем напруженості
електричного поля в деякій точці і
густиною зарядів в цій же точці поля.