Довідкові таблиці

Діелектрична проникність ε

Речовина	ε	Речовина	ε
Вода	81	Масло трансформаторне	2,2
Восковий папір	3,7	Парафін	2
Гас	2	Скло	5,5... 10
Ебоніт	2,6	Слюда	6
Кварц	2,7	Фарфор	6

Питомий опір ρ та температурний коефіцієнт опору α

(при температурі 20 ⁰C)

Провідник	, нОмм	α, Κ-1	Провідник	, нОмм	α, Κ-1
Алюміній	28	0,0038	Нікелін	400	0,000017
Вольфрам	55	0,0051	Ніхром	980	0,00026
Графіт	3900	-0,0008	Ртуть	958	0,0009
Залізо	98	0,0062	Свинець	211	0,0042
Константан	480	0,00002	Сталь	120	0,006
Мідь	17,2	0,0043	Платина	107	0,0039

Магнетизм. Приклади розв’язку задач.

Із рис. видно, що точка, в якій Н₁=Н₂ повинна бути розміщена зліва від проводу з меншим струмом. Між провідниками напруженості Н₁ і Н₂ направлені в одну сторону і компенсувати одне одного не можуть.

Напруженість Н поля, що створена прямим нескінченним провідником з струмом І на відстані b від нього визначається за формулою, а напрям знаходиться за правилом правого гвинта:

Тому праворуч від провідників Н₁<Н₂, так як в₂<в₁ і напруженості Н₁ і Н₂ компенсувати друг друга не можуть.

Задачі для самостійного розв'язання.

3.3. Магнітне поле струмів.

1. Определить индукцию магнитного поля двух длинных прямых параллельных проводников с одинаково направленными токами I₁ = 0,2 А и I₂=0,4А в точке, лежащей на продолжении прямой, соединяющей проводники с токами, на расстоянии r = 2 см от второго проводника. Расстояние между проводниками l =10см.

2. Два длинных прямых параллельных проводника, по которым текут в противоположных направлениях токи I₁=0,2А и I₂ = 0,4 A, находятся на расстоянии l=14 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, расположенной между проводниками на расстоянии r = 4 см от первого из них.

3. По двум длинным прямым параллельным проводникам в одном направлении текут токи I₁= 1 А и I₂ = 3 А. Расстояние между проводниками r = 40 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, находящейся посередине между проводниками.

4. Определить напряженность и индукцию магнитного поля у стенки длинной электронно-лучевой трубки диаметром d = 6 см, если через сечение электронного шнура проходит 10¹⁸ электронов в 1 с. Считать электронный шнур тонким и центральным.

5. По двум длинным прямым параллельным проводникам текут в противоположных направлениях токи I₁=1А и I₂ = 3 А. Расстояние между проводниками r =8 см. Определить индукцию магнитного поля в точке, находящейся на продолжении прямой, соединяющей проводники, на расстоянии r₂ = 2 см от первого прoводникa .

6. Два параллельных длинных проводника с токами I₂ = 2 А, текущими в противоположных направлениях, расположены на расстоянии r=15 см друг от друга. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей между проводниками, на расстоянии r₁=3 см от второго проводника.

7. По двум длинным прямым и параллельным проводникам текут в одном направлении токи I₁=2А и I₂= 3А. Расстояние между проводниками r=12 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, лежащей на отрезке прямой, соединяющей проводники, на расстоянии r₁=2 см от первого проводника.

8. Два длинных прямых параллельных проводника, по которым текут в противоположных направлениях токи I₁=0,2 А и I₂=0,4 А, расположены на расстоянии r=12 см друг от друга. Определить индукцию магнитного поля в точке, лежащей в середине отрезка прямой, соединяющего проводники.

9. Определить индукцию магнитного поля двух длинных прямых параллельных проводников с одинаково направленными точками I=10 А в точке, расположенной на продолжении прямой, соединяющей проводники с токами, на расстоянии a=10 см от второго провода. Расстояние между проводниками r= 40 см.

10. По двум длинным проводникам, расположенным параллельно на расстоянии r=15 см друг от друга, текут в противоположных направлениях токи I₁=10A и I₂=5 A. Определить индукцию магнитного поля в точке, расположенной на расстоянии r₁=5 см от первого проводника, на продолжении отрезка прямой, соединяющего проводники.

11. Индукция В магнитного поля в центре проволочного кольца радиусом r=20 см, по которому течет ток, равна 4 мкТл. Найти разность потенциалов на концах кольца, если его сопротивление R = 3,14 Ом.

12. проволоки длиной l= 3,14 м и сопротивлением r = 2Oм сделали кольцо. Определить индукцию магнитного поля в центре кольца, если на концах провода создана разность потенциалов U=1 В

13. На концах проволочного кольца радиусом R=20 см и сопротивлением r=12 Ом разность потенциалов U=3,6 В. Определить индукцию магнитного поля в центре кольца.

14. На обмотке очень короткой катушки с числом витков N=5 и радиусом R=10 см течет ток I=2 А. Определить индукцию магнитного поля в центре катушки.

15. Проволочное кольцо сопротивлением г=5 Ом включено в цепь так, что разность потенциалов на его концах U = 3 В. Индукция магнитного поля в центре кольца В = 3 мкТл. Определить радиус кольца.

16. Соленоид, по которому I течет ток I = 0,4 А, имеет N= 100 витков. Найти длину соленоида, если индукция его магнитного поля В = 1,26 мТл.

17. Из медной проволоки длиной l=6,28 м и площадью поперечного сечения S=0,5 мм² сделано кольцо. Чему равна индукция магнитного поля в центре кольца, если на концах проволоки разность потенциалов U = 3,14 В?

18. Соленоид длиной 10 см и сопротивлением r=30 Ом содержит N=200 витков Определить индукцию магнитного поля соленоида, если разность потенциалов на концах обмотки U = 6 В.

19. По проводу соленоида течет ток l=2 А. При этом внутри соленоида индукция магнитного поля В = 1,26 мТл. Определить число витков на 1 м длины соленоида.

20. Найти индукцию магнитного ноля соленоида, если он намотан в один слой из проволоки диаметром d = 0,8 мм с сопротивлением r=12 Ом и напряжением на концах его обмотки U=12 В.

21. Прямой провод длиной l=12 см, по которому течет ток I = 0,5 А, помещен в однородное магнитное поле под углом α=45° к силовым линиям поля Найти индукцию магнитного поля, если на провод действует сила F= 4,23 мН.

22. Соленоид сделан из проволоки сопротивлением r=64 Ом. При напряжении U=1,6 В на концах проволоки индукция магнитного поля внутри соленоида В = 31,4 мкТл. Определить число витков соленоида на 1 м длины.

23. В однородное магнитное поле с индукцией В=0,04 Тл помещен прямой проводник длиной l=15 см. Найти силу тока в проводнике, если направление тока образует угол α=60⁰ с направлением вектора магнитной индукции и на проводник действует сила F=10,3 мН.

24. Прямой проводник длиной l=10 см, по которому течет ток I=10 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В=40 мкТл. На проводник действует сила F = 20 мкН. Определить угол между направлениями поля и тока.

25. Как изменится сила, действующая на проводник с током в однородном магнитном поле, если угол между направлениями поля и тока изменится с α₁=30⁰ до α₂ = 60⁰?

26. На каком расстоянии друг от друга надо расположить два длинных параллельных проводника с током I=1 А, чтобы они взаимодействовали с силой F=l,6 мкН на каждый метр длины?

27. На прямой проводник с током I= 0,2 А в однородном магнитном поле с индукцией В = 50 мТл действует сила F=l,5 мН. Найти длину l проводника, если угол между ними и линиями индукции α = 60°.

28. По двум длинным параллельным проводникам текут одинаковые токи. Расстояние между ними r=10 см. Определить силу тока, если проводники взаимодействуют с силой F= 0,02 Н на каждый метр длины.

29. По двум параллельным проводникам текут одинаковые токи. Как изменится сила взаимодействия проводников, приходящаяся на единицу длины, если расстояние между проводниками изменится с r₁ = 80 см до r₂ = 20 см?

30. Два длинных проводника расположены параллельно на расстоянии r = 20 см друг от друга. По проводникам текут токи I₁ = 10 А и I₂=5 А. Определить силу взаимодействия проводников, приходящуюся на каждый метр длины.

31. Определить силу тока, который следует пропустить по двум длинным параллельным проводникам, чтобы между ними действовала сила F=0,2H на каждый метр длины. Расстояние между проводниками r=40см.

32. По двум длинным параллельным проводникам текут токи I₁=5 А и I₂=3 А. Расстояние между проводниками r₁=10 см. Определить силу взаимодействия, приходящуюся на 1 м длины проводов. Кик изменится эта сила, если проводники раздвинуть на расстояние r₂=30 см?

33. Два прямолінійні нескінченно довгі провідники розташовані перпендикулярно один до одного і перебувають в одній площині (рис. 1). Знайти напруженості магнітного поля в точках М1 та М2, якщо струми I₁ = 2 А і I₂ = З А, а відстані AM_І = АМ₂ = 1 см і BM₂ = CM І = 2 см.

34. Два нескінченно довгі прямолінійні провідники розташовані перпендикулярно один до одного і перебувають у взаємно перпендикулярних площинах (рис. 2). Знайти напруженості магнітного поля в точках М₁ та M₂, якщо струми I₁=2 A і I₂ = З А. Відстані AM І= АМ2 = 1 см і АВ = 2см.

35. Два прямолінійні довгі провідники розташовані паралельно на відстані 10 см один від одного. По провідниках течуть однакові струми 5 А в протилежних напрямах. Знайти модуль та напрям напруженості магнітного поля в точці, яка міститься на відстані 10 см від кожного провідника.

36. Струм 20 А протікає по кільцю з мідного дроту з площею поперечного перерізу 1 мм² і створює в центрі кільця магнітне поле напруженістю 178 А/м. Визначити різницю потенціалів, прикладену до кінців дроту, з якого зроблено кільце.

37. Два круглі провідники розташовані у взаємно перпендикулярних площинах так, що їхні центри збігаються. Радіус кожного кола дорівнює 2 см, струми в кожному провіднику дорівнюють 5 А. Знайти напруженість магнітного поля у центрі цих провідників.

38. По двом довгим паралельним провідникам, відстань між якими 5 см, проходять однакові струми величиною 10 А. Визначити індукцію В і напруженість Н магнітного поля в точці, що віддалена від кожного провідника на 5 см, якщо струми проходять: а) в одному напрямку; б) в протилежних напрямках.

39. Два нескінченно довгих прямих провідника розміщені під прямим кутом один до одного. По провідникам проходять страми силою 100 А та 50 А відповідно. Відстань між провідниками 20 см. Визначити індукцію магнітного поля в точці, що знаходиться на середині спільного перпендикуляру до провідників.

40. По двом паралельним провідникам довжиною 3 м кожен проходять однакові струми силою 500 А. Відстань між провідниками 10 см. Визначити силу взаємодії провідників.

41. По трьом паралельним прямим провідникам, що знаходяться на однаковій відстані 20 см один від одного, проходять струми однакової сили 400 А. В двох провідниках напрямок струмів співпадає. Обчислити силу, що діє на одиницю довжини кожного провідника.

42. Електрон, прискорений різницею потенціалів 0,5 кВ, рухається паралельно прямолінійному, довгому провіднику на відстані 1 см від нього. Визначити силу, що діє на електрон, якщо по провіднику проходить струм силою 10 А.

43. В однорідному магнітному полі напруженістю 100 кА/м розміщена квадратна рамка зі стороною 10 см. Площина рамки складає кут 60° з напрямком магнітного поля. Визначити магнітний потік, що пронизує рамку.

44. Прямий провідник довжиною 20 см і струмом 5 А, знаходиться в однорідному магнітному полі з індукцією 0,1 Тл, розміщений перпендикулярно до ліній магнітної індукції. Визначити роботу сил поля, під дією яких провідник перемістився на 2 см.