Рассмотрим задачу о магнитной индукции вокруг бесконечного прямого тока.
Дано:
- Ток \( I = 25\,А \)
- Расстояние от проводника \( r = 2\,м \)
- Время, когда магнитная индукция равна нулю, — очевидно, что это не так, поскольку магнитная индукция всегда существует вокруг тока; возможно, имеется в виду, чтобы найти модуль магнитной индукции на расстоянии \( r \).
Обозначим задачу так: Найти модуль вектора магнитной индукции \( B \) на расстоянии \( r=2\,м \) от прямого проводника, по которому течёт ток \( I=25\,А \).
Формула для магнитной индукции вокруг бесконечного прямого тока
Магнитная индукция на расстоянии \( r \) от проводника задаётся соотношением:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2 \pi r} \]
где:
- \( \mu_0 \) — магнитная постоянная, равная \( 4\pi \times 10^{-7}\, \mathrm{Гн/м} \).
Подставим данные:
\[ B = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \times 25}{2 \pi \times 2} \]
Преобразуем:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 25}{2 \pi \times 2} \]
сократим \( \pi \):
\[ B = \frac{4 \times 10^{-7} \times 25}{2 \times 2} \]
Рассчитаем числитель:
\[ 4 \times 25 = 100 \]
Тогда:
\[ B = \frac{100 \times 10^{-7}}{4} \]
Делим числитель и знаменатель:
\[ B = \frac{100 \times 10^{-7}}{4} = 25 \times 10^{-7} \]
Или в стандартной форме:
\[ B = 2.5 \times 10^{-6}\, \text{Тл} \]
Перевод в микроТесла:
1 микроТесла (μТл) = \( 10^{-6}\, \text{Тл} \).
Следовательно:
\[ B = 2.5\, \mu\text{Тл} \]
Итог:
Модуль магнитной индукции на расстоянии 2 м от проводника равен примерно 3 μТл (округляя до целого числа).