Между проводниками с токами в зависимости от их направления возникают силы притягивания или отталкивания, обусловленные магнитным полем

Между проводниками с токами в зависимости от их направления возникают силы притягивания или отталкивания, обусловленные магнитным полем. Ферромагнитные тела (т. е. различные конструктивные элементы устройств, выполненные из стали) влияют на распределение и интенсивность магнитного поля, а следовательно, и на указанные силы. Это влияние зачастую необходимо учитывать, например, при конструировании электрических аппаратов, электрических машин, линий электропередач и др.

Пусть имеется система из двух прямолинейных параллельных токоведущих проводов 1 и 2 с постоянным током I противоположного направления, находящихся в воздухе с магнитной проницаемостью u0 = 4pi*10e-7 Гн/м и расположенных параллельно плоской поверхности ферромагнитного тела (рис. 1) с магнитной проницаемостью u >> u0. Диаметры проводов малы по сравнению со всеми другими геометрическими размерами системы. Используя рис. 1 и исходные данные, требуется:

1) получить (вывести, доказать, обосновать) каждое из приведённых соотношений (5.1) – (5.5);

2) рассчитать и построить по рис. 1 векторы индукций B01 и B02 на оси проводов 1 и 2, а также векторы действующих на них удельных сил F01 и F02 без учёта влияния ферромагнитного тела (удельных, т. е. относящихся к участкам проводов длиной 1 м);

3) рассчитать и построить по рис. 2 векторы индукций B1 и B2 на осях проводов 1 и 2, а также векторы действующих на них удельных сил F01 и F02 с учётом влияния ферромагнитного тела;

4) рассчитать относительные погрешности del1 и del2 приближенных значений сил F01 и F02;

5) выполнить пункты 2…4 при одинаковых направлениях тока I в проводниках.

Выбранные исходные данные (вариант с последней цифрой 5, предпоследней 3, третьей от конца 4):

а) Ток I = 300 А.

б) Расстояние между проводами D = 9 см.

в) Высота первого провода h1 = 11 см.

г) Высота второго провода h2 = 13 см.