Калькулятор магнитной силы между проводами

Рассчитайте силу на метр и полную силу между двумя длинными параллельными проводами с током.

Магнитная сила параллельных проводов
Введите оба тока, расстояние между осями и длину взаимодействия.

О магнитной силе между параллельными проводами

Два параллельных проводника с током действуют друг на друга магнитными силами. Первый создаёт круговое магнитное поле, а движущиеся заряды во втором испытывают в нём силу Лоренца. Для проводов, длинных по сравнению с расстоянием между ними, сила на единицу длины равна F/L = μ₀I₁I₂ / (2πd). Здесь I₁ и I₂ — модули токов, d — расстояние между осями, μ₀ — магнитная постоянная. Умножение на выбранную параллельную длину даёт полную силу на участке. Взаимодействие усиливается при увеличении любого тока. Удвоение одного удваивает силу, обоих — увеличивает её вчетверо. Сила обратно пропорциональна расстоянию: при его удвоении сила на метр уменьшается вдвое. Уравнение предполагает воздух или вакуум между тонкими прямыми параллельными проводами. Краевые эффекты, близкие магнитные материалы, изгибы и другие пути тока не учитываются. Направление силы зависит от направлений токов. Одинаково направленные токи притягиваются, противоположные — отталкиваются. Калькулятор принимает модули и выводит модуль силы, поэтому характер взаимодействия определяйте по реальной схеме. Каждый провод испытывает равную по модулю и противоположную в пространстве силу согласно третьему закону Ньютона. В реальных установках эти распределённые силы могут вызывать напряжения, вибрацию или перемещение шин и кабельных опор. Исторически это взаимодействие использовалось для определения ампера, поскольку показывает прямое механическое действие тока. Современная СИ больше не использует прежнее точное силовое определение, но соотношение остаётся основой электромагнетизма. Вводите расстояние и длину в метрах, токи в амперах, а результат читайте в ньютонах на метр и ньютонах. Расстояние измеряется между осями, а не ближайшими поверхностями. Для толстых или близко расположенных проводников, конечных длин и сложных кабельных трасс может понадобиться численный анализ поля. Идеальная модель полезна для учебных задач, быстрой оценки шин, сравнения сил и проверки подробных моделей. Она отделяет распределённую нагрузку, не зависящую от выбранной длины участка, от полной силы, помогая не путать ньютоны на метр с ньютонами.

Примеры параллельных проводов

Предполагаются длинные провода в воздухе или вакууме.

Исходные данныеСилаПояснение
I₁ = 5 A, I₂ = 10 A, d = 0.1 m, L = 2 mF/L = 0.0001 N/m, F = 0.0002 NТипичные лабораторные проводники с малым током.
I₁ = 100 A, I₂ = 200 A, d = 0.05 m, L = 3 mF/L = 0.08 N/m, F = 0.24 NБольший ток и меньшее расстояние увеличивают силу.
I₁ = 1000 A, I₂ = 1000 A, d = 0.2 m, L = 1 mF/L = 1 N/m, F = 1 NУдобный опорный пример с большим током.

Как рассчитать силу между проводами

  1. Введите модуль тока в каждом параллельном проводе.
  2. Измерьте расстояние между осями и введите его в метрах.
  3. Введите длину участка, на котором провода параллельны.
  4. Нажмите «Рассчитать магнитную силу», затем по направлениям токов определите притяжение или отталкивание.

Частые вопросы

Параллельные токи притягиваются или отталкиваются?

Токи одного направления притягиваются, противоположных — отталкиваются. Модуль силы в обоих случаях определяется одним уравнением.

Зачем выводится сила на единицу длины?

Магнитное взаимодействие непрерывно распределено вдоль идеальных параллельных проводов. Ньютоны на метр позволяют пересчитать нагрузку на любую общую параллельную длину.

Как измерять расстояние между проводами?

Между центрами, а не ближайшими поверхностями. Это соответствует осям тонких проводов, используемым при выводе уравнений поля и силы.

На каждый провод действует одинаковая сила?

Да, силы равны по модулю и противоположны в пространстве. Третий закон Ньютона выполняется независимо от того, вызывают направления токов притяжение или отталкивание.

Когда формула длинных проводов неточна?

Вблизи концов и изгибов, а также когда длина не велика по сравнению с расстоянием. Толстые проводники и близкие обратные пути тока тоже могут требовать более полной электромагнитной модели.