Калькулятор силы, действующей на проводник с током

Введите расчет

Магнитная индукция B (Тл)

Сила тока I (А)

Длина проводника L (м)

Угол θ (градусы)

Результатов

Сила, действующая на проводник

10

Ньютоны (Н)

Формула	F = B × I × L × sin(θ)
sin(θ)	1

Что считает этот калькулятор

Этот инструмент рассчитывает силу, с которой однородное магнитное поле действует на прямой проводник с током. Когда по проводнику, находящемуся в магнитном поле, движутся заряды, поле «давит» на эти движущиеся заряды, и на проводник в целом начинает действовать результирующая сила. Это одно из ключевых соотношений электромагнетизма: именно оно лежит в основе работы электродвигателей, динамиков и множества других устройств.

Разбор формулы

Сила определяется выражением

$$F = \text{B} \cdot \text{I} \cdot \text{L} \cdot \sin\!\left(\theta\right)$$

где:

• B — магнитная индукция поля в теслах (Тл).
• I — сила тока в проводнике в амперах (А).
• L — длина участка проводника, находящегося в поле, в метрах (м).
• θ — угол между направлением тока и линиями магнитного поля.

Сила максимальна, когда проводник перпендикулярен полю (\(\theta = 90°\), \(\sin\theta = 1\)), и равна нулю, когда проводник расположен параллельно полю (\(\theta = 0°\)). Результат измеряется в ньютонах (Н).

Сила F перпендикулярна как направлению тока I, так и магнитному полю B; угол между ними равен θ.

Как пользоваться

Введите магнитную индукцию поля, силу тока, длину проводника в поле и угол между проводником и линиями поля. Калькулятор покажет силу в ньютонах, а также значение \(\sin(\theta)\), использованное в расчёте.

Пример расчёта

Пусть \(B = 0{,}5\) Тл, \(I = 10\) А, \(L = 2\) м и \(\theta = 90°\). Тогда \(\sin(90°) = 1\), поэтому

$$F = 0{,}5 \times 10 \times 2 \times 1 = \mathbf{10\ \text{Н}}$$

Если же наклонить проводник до 30°, то \(\sin(30°) = 0{,}5\), и сила составит

$$F = 0{,}5 \times 10 \times 2 \times 0{,}5 = 5\ \text{Н}$$

Частые вопросы

Куда направлена сила? Сила перпендикулярна одновременно и току, и магнитному полю. Её направление определяется по правилу правой руки (или по правилу левой руки — для условного направления тока и поля).

Почему сила равна нулю, когда проводник параллелен полю? Потому что \(\sin(0°) = 0\) — нет составляющей движения зарядов поперёк линий поля, которую можно было бы отклонить.

Подходит ли калькулятор для катушки или витка? Этот калькулятор рассчитывает один прямой участок проводника. Для катушки умножьте результат на число витков и учтите геометрию каждого участка.