Zadanie 5.2   siła Ampere'a

 Sztywna, kwadratowa ramka z prądem  znajduje się w polu indukcji magnetycznej wytworzonym przez przewodnik prostoliniowy. Wektory skierowane są prostopadle do płaszczyzny ramki i zwrócone - za rysunek (przy podanym w zadaniu kierunku prądu I1 i wzajemnym położeniu przewodnika i ramki ). Na 4 boki kwadratowej ramki z prądem I2 działają  siły Ampere'a.

W dwóch bokach ramki prostopadłych do prostoliniowego przewodnika prąd płynie w przeciwnych kierunkach, a oba te elementy rozmieszczone są jednakowo w polu . Stąd wypadkowa siła działająca na te boki wynosi zero jako suma wektorów przeciwnych.
W dwóch bokach ramki równoległych do prostoliniowego przewodnika prąd płynie w przeciwnych kierunkach, a oba te elementy znajdują się w różnych odległościach od prostoliniowego przewodnika z prądem I1( Rys.5.2.2 i Rys.5.2.3 ).

Rys.5.2.2. Siła F1 działa na bok odległy o R od przewodnika.

Rys.5.2.3. Siła F2 działa na bok odległy o (R+a) od przewodnika.

Rys.5.2.4. Niezrównoważone siły działające na boki ramki.

W odległości R od prostoliniowego przewodnika z prądem istnieje pole magnetyczne o indukcji , a siła Ampere'a działająca tam na bok ramki , bo .W odległości R+a od prostoliniowego przewodnika z prądem istnieje pole magnetyczne o indukcji , a siła Ampere'a działająca tam na bok ramki , bo .

 Wypadkowa siła F działająca na ramkę z prądem będzie oraz po podstawieniu znalezionych wcześniej zależności

.

 Siła wypadkowa F zwrócona jest w kierunku "od prostoliniowego przewodnika" i wynosi  .

 

rozwiązanie

odpowiedź