Vzájemné silové působení rovnoběžných proudů
1. Vysvětlete vzájemné silové působení dvou rovnoběžných vodičů s proudem.
Řešení:
Dva přímé rovnoběžné vodiče, kterými tečou elektrické proudy, působí navzájem na sebe magnetickými silami. Pokud vodiči tečou proudy stejnými směry, tak se přitahují, při opačných směrech se odpuzují.
I1 , I2 = elektrické proudy, d = vzdálenost mezi vodiči, l = aktivní délka vodiče,
2.Dvěma dlouhými přímými rovnoběžnými vodiči ve vzduchu ve vzájemné vzdálenosti 1m procházejí stejné proudy I1 = I2 = 1A. Vypočítejte velikost síly, která působí na jednotku délky každého vodiče.
Řešení:
Rozbor:
I1 = I2 = 1A, l = 1m, d = 1m, k = 2.10-7N.A-2
Hledaná síla je Fm = 2.10–7N
Příklad je důsledkem definice ampéru – základní jednotky elektrického proudu v SI.
Ampér je stálý proud, který při průchodu dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného průřezu, umístěnými ve vakuu ve vzájemné vzdálenosti 1m, vyvolá mezi těmito vodiči sílu 2.10–7N na 1m délky.
3.Mezi dvěma rovnoběžnými vodiči silnoproudého vedení, jejichž vzájemná vzdálenost je 20cm, působí síla 16N na každý metr délky vodiče. Určete velikost elektrického proudu ve vedení.
Řešení:
Rozbor:
Ve vedení je I1 = I2 = I = 4000A.
4.V jaké vzdálenosti musí být od sebe vzdáleny dva rovnoběžné přímé vodiče, když každým prochází proud 50A a na 1m délky působí navzájem silou 0,01N.
Řešení:
Rozbor:
I = 50A, l = 1m, F = 10-2N, d = ?
Vodiče musí být od sebe vzdáleny d = 5 cm.
5.Dvěma přímými rovnoběžnými vodiči sériově spojenými prochází elektrický proud. Kolikrát je třeba zvětšit tento proud, aby při zvětšení vzdálenosti vodičů na dvojnásobek nenastala změna velikosti sil působících na vodiče?
Řešení:
\
6.Dvěma rovnoběžnými vodiči vzdálenými od sebe 10cm procházejí stejné proudy 1000A. Určete aktivní délku vodičů, pokud na ně působí síla 2N.
Řešení:
Aktivní délka vodičů je l = 1m.
7.Dvěma rovnoběžnými vodiči vzdálenými od sebe 10cm procházejí stejné proudy. Určete velikost proudu procházejícího vodiči, pokud na 1 metr délky vodičů působí síla 1,8N.
Řešení:
Velikost proudu je I = 949A.
8.Na dva přímé rovnoběžné vodiče s délkou 50m a proudy 300A ve vzdálenosti 5cm působí magnetická síla 5400N. Mezi vodiči je vložen nikl. Určete relativní permeabilitu niklu.
Řešení:
Relativní permeabilita niklu je μr = 300.
9.Dvěma velmi dlouhými přímými vodiči ve vzájemné vzdálenosti d = 10cm protékají proudy I1 = 10A, I2 = 15A ve stejném směru. Určete velikost intenzity magnetického pole H v bodě Q, který se nachází ve středu mezi vodiči.
Řešení:
V bodě Q je velikost intenzity magnetického pole H = 200 A.m-1
10.Vyjádřete jednotky magnetické indukce B, intenzity magnetického pole H a magnetické síly Fm jako součin základních jednotek SI.
Řešení:
