Что считает этот калькулятор
Два длинных прямых параллельных проводника, по которым течёт электрический ток, действуют друг на друга с магнитной силой. Этот калькулятор вычисляет силу на единицу длины и полную силу взаимодействия по силам токов (I₁, I₂), расстоянию между проводниками (d) и длине участка проводника (L). Токи одного направления притягиваются, противоположного — отталкиваются. Это универсальное физическое соотношение, которое справедливо везде.
Как пользоваться
Введите силу тока в каждом проводнике в амперах, расстояние между осями проводников в метрах и длину участка, для которого вы хотите узнать полную силу, тоже в метрах. Калькулятор выдаст силу на метр длины (Н/м) и полную силу (Н).
Разбор формулы
Сила на единицу длины определяется законом Ампера для взаимодействия токов:
$$\frac{F}{L} = \frac{\mu_0 \, \text{I}_1 \, \text{I}_2}{2\pi \, \text{d}}$$
где \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\) Тл·м/А — магнитная постоянная (\(\approx 1{,}2566 \times 10^{-6}\)). Умножив на \(L\), получаем полную силу. Исторически именно это соотношение использовалось для определения ампера.
Пример расчёта
По двум проводникам течёт ток по 10 А, расстояние между ними 0,1 м, длина участка 1 м. Тогда $$\frac{F}{L} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10 \times 10}{2\pi \times 0{,}1} = \frac{1{,}2566 \times 10^{-6} \times 100}{0{,}6283} = \frac{1{,}2566 \times 10^{-4}}{0{,}6283} \approx 2{,}0 \times 10^{-4} \ \text{Н/м}.$$ На длине 1 м полная сила также составляет \(\approx 2{,}0 \times 10^{-4}\) Н.
Частые вопросы
Проводники притягиваются или отталкиваются? Параллельные токи одного направления притягиваются, противоположно направленные — отталкиваются. Калькулятор возвращает модуль силы.
Какие единицы использовать? Амперы для силы тока и метры для расстояния и длины — тогда сила получается в ньютонах.
Подходит ли формула для любой геометрии? Формула предполагает длинные прямые параллельные проводники, длина которых значительно больше расстояния между ними, в свободном пространстве (вакуум или воздух).
