21. Работы перемещения проводника и контура с током в магнитном поле

На проводник с током в МП действуют силы, определяемые законом Ампера. Если проводник не закреплен (например, одна из сторон контура изготовлена в виде подвижной перемычки), то под действием он будет в МП перемещаться.

1. Для определения этой работы рассмотрим проводник длиной lс током I (он может свободно перемещаться), помещенный в однородное м.п. перпендикулярное к плоскости контура. Направление силы определяется по правилу левой руки, а значение – по закону Ампера.

Под действием этой силы проводник переместится параллельно самому себе на отрезок dx из положения 1 в положение 2. Работа, совершаемая МП равна:

,

т.к.

,

– площадь, пересекаемая проводником при его перемещении в магнитном поле.

Поток вектора магнитной индукции, пронизывающей эту площадь равен:

.

Таким образом, работа по перемещению проводника с током в МП, равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником:

.

Полученная формула справедлива и для произвольного направления вектора .

2.

Рис. 37.2

Контур М мысленно разобьем на два соединенных своими концами проводника: АВС и СDА. Работа dA, совершаемая силами Ампера при рассматриваемом перемещении контура в м.п., равна алгебраической сумме работ по перемещению проводников АВС и СDА (dA₁ и dA₂), то есть:

.

Силы приложенные к участку CDA контура образуют с направлением перемещения острые углы, поэтому совершаемая ими работа dA₂>0. Эта работа, согласно формулам равна:

,

где dФ₀ – поток, который пересекает проводник CDA при движении; dФ₂ – поток, пронизывающий контур в его конечном положении.

Силы, действующие на участок АВС контура, образуют с направлением перемещения тупые углы, следовательно dA₁