Два соосных круговых витка радиусами R1 = R2 = 3 см с токами I1 = I2 = 1 A лежат в параллельных плоскостях на расстояниях r1 = r2 = 2 см от расположенной между ними точки A. Найти магнитную индукцию в точке А, если токи в витках направлены в противоположные стороны, как указано на рисунке.
Дано:
r1 = r2 = r = 2 см =0,02 м
R1 = R2 = R = 3 см =0,03 м
I1 = I2 = I =1 A
B – ?
Ответ
B = 0 Тл.
Проверка размерности не требуется, так как существенно новые формулы не выводились.
Решение
Направление векторов индукции магнитных полей, создаваемых токами на оси, определим по правилу правого винта (буравчика): если буравчик расположить вдоль оси и вращать так, чтобы его ручка вращалась по направлению тока, то его поступательное движение укажет направление вектора индукции
. В указанной точке оба круговых тока создают вектора магнитной индукции, параллельные оси и направленные противоположно друг другу.
По принципу суперпозиции, общая индукция магнитного поля B находится как векторная сумма напряженностей этих двух круговых токов:
B=B1+B2.
Так как в точке A кольца создают индукцию противоположного направления, то для модулей:
B=B1-B2.
Применим формулу индукции магнитного поля от кругового тока на оси кольца, на некотором расстоянии от его центра:
B1=µ0I1R122(R12+r12)32;
B2=µ0I2R222R22+r2232.
Здесь µ0 = 410-7 Гн/м - магнитная постоянная.
Найдем общую магнитную индукцию:
B=µ0I1R122(R12+r12)32-µ0I2R222(R22+r22)32=µ0IR22R2+r232-µ0IR22R2+r232;
B=0.
Подстановка чисел не требуется.
Ответ: B = 0 Тл.
Проверка размерности не требуется, так как существенно новые формулы не выводились.