В одной плоскости с длинным прямым проводом находится прямоугольная рамка со сторонами и .. 2

В одной плоскости с длинным прямым проводом находится прямоугольная рамка со сторонами и . Сторона параллельна проводу. Сила тока в проводе - , а в рамке - . Кратчайшее расстояние от рамки до провода - . Сила, с которой рамка притягивается к проводу - . Ток положителен, если в ближайшей стороне рамки он течет в том же направлении, как и в проводе. Отрицательный знак соответствует отталкиванию. Таблица 4. Номер варианта Найти 3 20 3 8 − 6 3 Дано: I1=20 A I2=3 A a=8 см=0,08 м r=6 см=0,06 м F=3 мкН=3∙10-6 Н

По принципу суперпозиции результирующая сила, с которой рамка притягивается к проводнику с током, равна:
;
Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током I2, по закону Ампера равна:
sinα, где α=900, sin900=1, тогда
Магнитная индукция поля прямого бесконечного проводника с током I1 на расстоянии r равна B=μμ0I12πr;
Тогда F=μμ0I12πr∙I2l
Из рисунка силы и равны по модулю, но противоположны по направлению, поэтому:
; тогда (1);
;
Тогда :
Тогда подставив полученные формулы сил в формулу (1), получим:
F=F1-F2=μμ0I1I22πra-μμ0I1I22πr+ba=μμ0I1I22πa1r-1r+b
1r-1r+b=Fμμ0I1I22πa
1r+b=1r-2πFμμ0I1I2a
b=11r-2πFμμ0I1I2a-r
b=110,06-2π∙3∙10-61∙4π∙10-7∙20∙3∙0,08-0,06=0,014 м=1,4 см
Ответ: b=1,4 см
Проверка размерности:
b=11м-НГнм∙А∙А∙м-м=11м-НВ∙сА∙А2-м=11м-НВ∙с∙А-м=11м-НДж-м=11м-НН∙м-м=11м-1м-м=м