Механическая работа в магнитном поле
На провод с током в магнитном поле действуют силы. Если провод движется, то эти силы совершают работу. Пусть прямолинейный проводник длины , входящий в состав цепи (см. рис. 6.13’) с постоянным током
, перемещается поступательно параллельно самому себе на отрезок
из положения 1 в положение 2. Магнитное поле
считаем однородным и перпендикулярным плоскости рис. 6.13’. На проводник действует сила
Эта сила совершает механическую работу
(6.36)
где - изменение магнитного потока через сечение контура цепи за счет смещения
проводника длины
,
.
Рис. 6.13’. К вычислению механической работы при
поступательном движении проводника
Рассмотрим теперь вращательное движение проводника. Элемент проводника , входящий в цепь тока, поворачивается в магнитном поле на угол
(см. рис. 6.13’’).
Рис. 6.13’’. К вычислению механической работы при
вращательном движении проводника
При повороте этот элемент описывает площадь , где
- расстояние от оси вращения, проходящей через точку
, до элемента. Обозначим
- составляющая индукции
однородного магнитного поля. Сила, действующая на элемент
в направлении его перемещения, равна
. Совершаемая работа равна
Формула (6.36) остается справедливой при любом характере перемещения, например, не только поступательном, но и вращательном.
Если проводник совершает конечное перемещение, а сила тока в контуре поддерживается постоянной, то совершается работа
(6.37)
где - изменение магнитного потока через сечение контура цепи при перемещении.