Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Chủ đề 2: Lực từ tác dụng lên 2 dây dẫn song song

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương 10 tháng 3 2020 lúc 17:10:40


+ Khi cho dòng điện chạy qua hai dây dẫn thẳng song song thì hai dòng điện tương tác với nhau.

    - Nếu hai dòng điện cùng chiều thì chúng hút nhau.

    - Nếu hai dòng điện ngược chiều thì chúng đẩy nhau.

+ Độ lớn của lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây: 

Trong đó: I1 và I2 là cường độ dòng điện chạy qua các dây, đơn vị là ampe (A); r là khoảng cách giữa hai dòng điện, đơn vị là mét (m).

Lưu ý:

+ Lực hút hay lực đẩy giữa hai dòng điện có phương nằm trên đường nối hai dòng điện

+ Nếu tính cho dây có chiều dài l thì:

+ Khi có nhiều dòng điện tác dụng lên nhau thì ta áp dụng nguyên lý chồng chất: F = F1 + F2 + F3 + ....

Ví dụ 1: Hai dây dẫn thẳng dài, đặt song song với nhau và cách nhau 10 cm đặt trong không khí. Dòng điện chạy trong dây dẫn có cường độ là I1 = 1 A, I2 = 5 A.

a) Tính lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây

b) Tính lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 2 m của mỗi dây

Hướng dẫn:

a) Lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây:

b) Lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 2m của mỗi dây:

Ví dụ 2: Dây dẫn thẳng dài có dòng I1 = 15 A đi qua, đặt trong chân không.

a) Tính cảm ứng từ tại điểm cách dây 15 cm.

b) Tính lực từ tác dụng lên 1 m dây của dòng I2 = 10A đặt song song cách I1 đoạn 15 cm. Cho biết lực đó là lực hút hay lực đẩy. Biết rằng I1 và I2 ngược chiều nhau.

Hướng dẫn:

a) Cảm ứng từ do dòng điện I1 gây ra tại điểm M cách dây đoạn 15 cm là:

b) Lực từ do dòng I1 tác dụng lên 1m dây dòng I2:

    + Vì hai dòng điện ngược chiều nên lực là lực đẩy.

Ví dụ 3: Ba dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I1, I2, I3 theo thứ tự đó, đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa 2 dây là a = 4cm. Biết rằng chiều của I1 và I3 hướng vào, I2 hướng ra mặt phẳng hình vẽ, cường độ dòng điện I1 = 10A, I2 = I3 = 20A. Xác định F→ tác dụng lên 1 mét của dòng I1.

Hướng dẫn:

    + Dòng I1 sẽ chịu tác dụng của hai dòng điện I2 và I3.

    + Gọi F21F31 lần lượt là lực do dòng điện I2 và dòng điện I3 tác dụng lên 1m dây của dòng điện I1

    + Ta có: 

    + Vì hai dòng điện I1 và I3 cùng chiều nên lực tương tác giữa chúng là lực hút. Còn hai dòng điện I1 và I2 ngược chiều nên lực tương tác giữa chúng là lực đẩy.

    + Lực tổng hợp tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây mang dòng điện I1 là:

        F→ = F31 + F21

    + Vì F31 cùng phương ngược chiều với F21 nên: F = |F31 - F21| = 5.10-4 N

    + Vậy lực F→ có phương vuông góc với sợi dây mang I1 và có chiều hướng về bên trái (vì F21 > F31) như hình vẽ, có độ lớn F = 5.10-4 N

Ví dụ 4: Hai dòng điện thẳng dài vô hạn đặt song song cách nhau 30 cm mang hai dòng điện cùng chiều I1= 20A, I2 = 40A. Xác định vị trí đặt dòng I3 để lực từ tác dụng lên I3 là bằng không.

Hướng dẫn:

Gọi F13F23 lần lượt là lực do dòng I1 và I2 tác dụng lên dòng I3

    + Ta có: F13 + F23 = 0 ⇒ F13 = - F23

    + Từ (2) suy ra: 

 (4)

    + Vì hai dòng điện I1 và I3 cùng chiều nên từ (1) suy ra: dòng I3 phải ở bên trong khoảng giữa hai dòng I1 và I3. Do đó ta có: r23 + r 13 = 30 (5)

    + Giải (4) và (5) ta có: r13 = 10 cm và r23 = 20 cm

    + Vậy để lực từ tác dụng lên dòng I3 bằng 0 thì dòng I3 phải đặt cách dòng I1 đoạn 10 cm hay đặt cách dòng I2 đoạn 20 cm (hình vẽ).


Được cập nhật: hôm qua lúc 13:26:43 | Lượt xem: 4538