Velikost magnetické síly, která působí na vodič o délce d, kterým protéká proud I a který svírá s magnetickými indukčními čarami úhel α, spočítáme:
F = B * I * d * sin(α)
kde B je magnetická indukce, I je proud ve vodiči, d je délka vodiče a α je úhel vodiče a indukčních čar.
1. Ze zadání 1. víme, že vodič je kolmý k indukčním čarám, tedy α = 90°, potažmo sin(α) = sin(90°) = 1.
Dále víme:
Délka d = 0,4 m
Magnetická indukce B = 0,08 T
Proud I = 2 A
Dosadíme do vzorce:
F = B * I * d * sin(α)
F = 0,08 * 2 * 0,4 * 1
F = 0,064 N
Správná je tedy odpověď D).
2. Ze zadání 2. víme, že vodič svírá s indukčními čarami úhel 30°, tedy α = 30°, potažmo sin(α) = sin(30°) = 0,5.
Dále víme:
Délka d = 0,4 m
Magnetická indukce B = 0,08 T
Proud I = 2 A
Dosadíme do vzorce:
F = B * I * d * sin(α)
F = 0,08 * 2 * 0,4 * 0,5
F = 0,032 N
Správná je tedy odpověď B).
3. Vodiče, kterými protéká proud stejným směrem, se navzájem přitahují silou F = (k * I1 * I2 * l) / d,
kde k je konstanta, která pro nás není nyní důležitá,
I1 a I2 jsou proudy ve vodičích,
l je délka úseku vodiče a
d je vzdálenost vodičů.
Označíme sílu F1 = 0,04 N před přiblížením a sílu F2 = ? po přiblížení. Víme, že k, I1 = I2 = I a l se nezmění. Označíme tedy x = k * I1 * I2 * l.
Víme, že:
F1 = x / d, vyjádříme x:
x = F1 * d
Taky víme:
F2 = x / (d/2), vyjádříme x:
x = F2 * (d/2)
Vytvoříme rovnici:
F1 * d = F2 * (d/2), vydělíme d:
F1 = F2 * (1/2), dosadíme F1 = 0,04
0,04 = F2 * (1/2)
F2 = 0,08N
Správně je tedy možnost C).
4. Nyní bychom postupovali velmi podobně akorát x = (k * I1 * I2) / d.
Víme, že:
F1 = x * l, vyjádříme x:
x = F1 / l
Taky víme:
F2 = x * 2l, vyjádříme x:
x = F2 / 2l
Vytvoříme rovnici:
F1 / l = F2 / 2l, vynásobíme l:
F1 = F2 / 2, dosadíme F1 = 0,04
0,04 = F2 / 2
F2 = 0,08N
Správně je tedy možnost C).
Doporučuji stránku https://www.sstebrno.cz/ebooks/knihovna/elektrina-magnetismus-ii/magneticka-sila.html