Робота при переміщенні провідника і контуру зі струмом у магнітному полі

На провідник зі струмом у магнітному полі діє сила Ампера. Якщо провідник не закріплено, то під впливом сили Ампера він переміщуватиметься у магнітному полі.

Обчислимо роботу A, виконану силою Ампера при переміщенні елемента D l провідника зі струмом І у магнітному полі (рис. 181).

Елемент провідника переміщується в напрямку сили, яка діє на нього на відстані D x. Робота А дорівнює . За законом Ампера . Тоді .

Вважаючи силу струму сталою, отримаємо .

Робота, яку виконує сила Ампера при переміщенні в магнітному полі провідника, струм в якому постійний, дорівнює добутку сили струму на величину магнітного потоку крізь поверхню, яку описує провідник під час свого руху.

.

Робота, яку виконує сила Ампера при переміщенні в магнітному полі замкненого контура, по якому проходить постійний струм, дорівнює добутку сили струму на зміну магнітного потоку крізь поверхню, обмежену контуром.

Розглянемо кілька прикладів.

1. Замкнений жорсткий про­відник поступально переміщується в магнітному полі так, що його площина залишається перпендикулярно до вектора . При цьому робота А, яка виконана при переміщені провідника з деякого початкового в кінцеве положення, дорівнює . Оскільки вектор перпендикулярний до площини замкненого провідника, то , , де – площа поверхні, яка охоплена провідником. Тоді , де – магнітний момент струму.

Якщо поле однорідне, тобто , то .

2. Виймання замкненого провідника з струмом з магнітного поля. Якщо через контур, що охоплений замкненим струмом І, проходив магнітний потік , то при вийманні провідника зміна магнітного потоку дорівнюватиме .

Тоді .

3. Повертання замкненого провідника зі струмом в однорідному магнітному полі. Розглянемо провідник у вигляді кільця площею . Припустимо, що спочатку площина контуру провідника перпендикулярна до вектора магнітної індукції і через контур проходить максимальний магнітний потік . Якщо повернути провідник навколо діаметра кільця на кут , то площина контуру розміститься паралельно вектору і жодна з них не пронизуватиме його. Отже, , . Тоді .

При повертанні рамки на кут її кінцеве і початкове положення відрізнятимуться лише напрямком вектора відносно вектора магнітного моменту конту­ру і , . Тоді .

Дата добавления: 2014-01-06