物理
高校生
解決済み
平行電流が及ぼしあう力についてなのですが、(2)で合力をを求める際に、Fsは考えなくて良いのですか?
(3) L2
例題 58,277
応用問題
275. 平行電流が及ぼしあう力● 4本の平行な長い直線の
導線 P, Q, R, Sが図のように正方形の4頂点の位置に並べら
れ、Pには紙面の裏から表の向き, Q,R,Sには表から裏の向
きにそれぞれ 20Aの電流が流れている。正方形の1辺の長さ
を 10cm とし,真空の透磁率を 4π×10-7N/A²とする。
(1) 正方形 PQRS の中心0における磁場Hの強さとその向き
を求めよ。
●(2) 導線Pの受ける単位長さ (1m) 当たりの力の大きさとその向きを求めよ。
.0
S
R
272
L2
ここがポイント
275
平行電流が同じ向きなら引力,反対向きなら圧力を及ぼしあう。3本以上の平行電流ならば合力を
作図によって考える。
LAMIN
[解答
V M2
(1) P, Q, R, S の電流が 中心Oにつくる磁場
をそれぞれHP, Ho, HR, Hs [A/m〕 とする
と、右図のように表される。 すべての導線
に流れる電流の大きさが等しいので,それ
ぞれの磁場の大きさは等しい。 それぞれの
磁場の大きさは、直線電流がつくる磁場の
式「HⅠ」で表されるので
2πr
Ho=Hp+HR-
2π×
20
=
'0.10
HoI2
FQ=Fs=
2πr
それぞれの力の合力は図より
向きは, 図より OSの向き。
(2) Pの電流は, 他の電流と流れる向きが反対
向きなので,他の電流からは斥力を受ける。
Q, R, S の電流からの力をそれぞれ, Fo,
FR, F's [N] とする。 平行電流が及ぼしあう
力の式「F=凹」 より PQ=r とすると
2πr
FR=-
-×2=
MoI²
2π (√2 r)"
= 2 • √ ₂2 FQ+ FR = √2 × 1201²1 +
+
200√2
π
3√2×(4×107) ×202
4πX0.10
向きは,図より R→Pの向き。
MoI²
2πr 2π (√2r)"
Hs
-≒90A/m
- ×1≒1.7×10-3N
F's
0
HP
10.10.m
√2
FQ
3√ 2 μ‚1²
4πr
HR
H₂
S
R
R
MET
ETS
いきなり数値計算はせず
に,文字式でまとめてから数
値を代入する。
22
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