2017-04-30
Круговой виток радиусом $R$, по которому протекает ток $I_{2}$, находится вблизи бесконечного прямого провода, по которому протекает ток $I_{1}$. Проводник и виток лежат в одной плоскости. Расстояние от провода до центра витка равно $3R$. Определить индукцию магнитного поля в центре витка.
Решение:
Согласно принципу суперпозиции, индукция магнитного поля в любой точке $\vec{B} = \vec{B}_{1} + \vec{B}_{2}$, где $\vec{B}_{1}$ - индукция магнитного поля, создаваемого током, протекающим по проводу, а $\vec{B}_{2}$ - индукция магнитного поля, создаваемого потоком, протекающим по витку. В центре витка прямой провод создает индукцию $B_{1} = \frac{ \mu_{0}I_{1}}{2 \pi \cdot 3R} = \frac{ \mu_{0}I_{1}}{6 \pi R}$; в центре кругового тока $B_{2} = \frac{ \mu_{0} I_{2}}{2R}$. $\vec{B}_{1}$ и $\vec{B}_{2}$ направлены как показано на рис..
Модуль вектора магнитной индукции результирующего поля $B = |B_{1} - B_{2}| = \left | \frac{ \mu_{0} I_{1}}{6 \pi R} - \frac{ \mu_{0} I_{2}}{2R} \right | = \frac{ \mu_{0}}{2R} \left | \frac{I_{1}}{3 \pi} - I_{2} \right |$.
Если $\frac{I_{1}}{3 \pi} > I_{2}$, то вектор $\vec{B}$ направлен так же, как вектор $\vec{B}_{1}$.
Если $\frac{I_{1}}{3 \pi} < I_{2}$, то вектор $\vec{B}$ направлен так же, как вектор $\vec{B}_{2}$.
Если $\frac{I_{1}}{3 \pi} = I_{2}$, индукция магнитного поля в центре витка равна нулю.