تمرین
در گذشته داشتیم
شكل زیر یك سیم راست بلند (حامل جریان I1 ) و یك سیم حلقه مستطیلی (حامل جریان I2 ) را نشان می‌دهد. سیم راست و سیم حلقه در یك صفحه قرار دارند و همچنین ضلع بلند سیم حلقه به موازات سیم راست بلند است. آیا سیم حلقه جذب سیم بلند می‌شود یا از آن رانده می‌گردد؟
راهنمایی و حل:
جریان در سیم راست بلند بر هر یك از چهار ضلع سیم حلقه نیرو وارد می‌كند. نیروی كل وارد بر سیم حلقه جمع برداری این چهار نیرو است. برای تعیین این كه آیا نیروی كل جاذبه یا دافعه است، لازم است جهت و اندازه تك‌تك نیروها مشخص شود.
در ضلع بلند سیم حلقه كه نزدیك سیم 1 است، جریان I2 هم جهت جریان I1 است، بنابراین یكدیگر را جذب می‌كنند. در ضلع بلند سیم حلقه كه دور از سیم 1 است، جریان I2 در خلاف جهت I1 است، بنابراین یكدیگر را دفع می‌كنند. اما ازآنجاكه میدان مغناطیسی سیم 1 در فاصله كمتر قوی تر است بنابراین نیروی جاذبه قوی تر از نیروی دافعه خواهد بود. بنابراین ما به این نتیجه اوّلیه می‌رسیم كه سیم حلقه جذب سیم راست بلند می‌شود.
اما در رابطه با نیروی وارده به سیم كوتاه جانبی مستطیل چه می‌توان گفت؟
دو تكه كوچك از سیم جانبی مستطیل را در نظر بگیرید به‌طوری‌كه فاصله آن ها از سیم راست بلند یكی باشد.
به هر كدام از این تكه سیم‌ها نیرویی از طرف میدان مغناطیسی (حاصل از جریان I1 ) وارد می‌گردد. از آن جا كه جهت میدان در طرف پایین سیم 1 به سمت داخل صفحه است بنابراین در هر یك از این تكه سیم‌ها میدان عمود بر جریان I2 خواهد بود. بنا به قاعده دست راست، میدان مغناطیسی سیم راست بلند، نیرویی كه به یك تكه سیم كوچك وارد می‌كند در جهت مخالف نیروی وارده به تكه سیم دیگر است. بنابراین نیروی وارده به دو تكه سیم كناری یكدیگر را خنثی می‌كنند و نتیجه گیری اوّلیه ما همچنان صحیح خواهد بود.
پس نیروی كل وارد بر حلقه مستطیل طوری خواهد بود كه حلقه را جذب می‌كند.
در مقاله بعد دو تمرین دیگر را حل و بررسی خواهیم کرد...
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مجید محسنی
تنظیم: نسیم گنجی منش
