Question

Прямой проводник длиной l =10 см, по которому течет ток I1 = 5 А  находится вблизи бесконечного провода с током I0 = 2 А и параллелен ему.  Какую минимальную работу должна совершить внешняя сила, чтобы переместить проводник длиной l параллельно самому себе с расстояния  r1 = 3 мм от бесконечного проводника на расстояние r2 = 15 мм?

Answer 1

Дано: l = 10 см = 0.1 м, I1 = 5 А, I0 = 2 А, r1 = 3 мм = 0.003 м, r2 = 15 мм = 0.015 м

Найти: минимальную работу W

Решение:
1. Найдем магнитное поле на расстоянии r2 от бесконечного провода:
B = μ0 * I0 / (2 * π * r2)

2. Сила действующая на проводник:
F = I1 * l * B = 5 * 0.1 * μ0 * I0 / (2 * π * r2)

3. Работа, которую нужно совершить для перемещения проводника на расстояние от r1 до r2:
W = F * (r2 - r1) = 5 * 0.1 * μ0 * I0 / (2 * π * r2) * (r2 - r1)

Ответ: минимальная работа, которую нужно совершить внешней силе, чтобы переместить проводник, равна 0.00525 Дж.