القوة المغناطيسية المحصلة على سلك

PhysicsElectromagnetismMedium

Published:

كل شكل من الأشكال التالية يمثل موضع سلك x بالنسبة لسلكين آخرين، فإذا علمت أن الأسلاك متوازية وفي مستوى واحد ويمر بكل منها تيار كهربى، ففى أى منها يتأثر السلك x بقوة مغناطيسية محصلة ؟

(أ) أربعة أسلاك كالتالي: سلك تيار $4I$ على مسافة $2d$ من السلك $x$ الذي يمر به تيار $I$، وسلك آخر تيار $2I$ على مسافة $d$ من $x$.

(ب) ثلاثة أسلاك كالتالي: سلك تيار $I$ على مسافة $d$ من السلك $x$ الذي يمر به تيار $I$، وسلك آخر تيار $2I$ على مسافة $2d$ من $x$.

(ج) ثلاثة أسلاك كالتالي: سلك تيار $I$ على مسافة $d$ من السلك $x$ الذي يمر به تيار $I$، وسلك آخر تيار $I$ على مسافة $d$ من $x$.

(د) ثلاثة أسلاك كالتالي: سلك تيار $I$ على مسافة $d$ من السلك $x$ الذي يمر به تيار $I$، وسلك آخر تيار $2I$ على مسافة $d$ من $x$.

This question includes visual content: أربعة أشكال مرقمة أو مصنفة (د، ج، ب، أ) من اليمين إلى اليسار، كل شكل يمثل ثلاثة أسلاك متوازية عمودية. السلك الأوسط في كل شكل مسمى بـ 'x'. الأسهم على الأسلاك تشير إلى اتجاه التيار الكهربائي. المسافات بين الأسلاك محددة بـ 'd' أو '2d'. وتوجد قيم للتيار مكتوبة بجوار كل سلك (مثل I, 2I, 4I). المطلوب إيجاد الحالة التي تكون فيها القوة المحصلة على السلك x لا تساوي صفراً.

Animated Video Solution

The first half plays free, the full solution is in the app.

Step by Step Written Solution

1
Step 1

Hi fares, let's solve this physics problem together. We need to find which arrangement results in a non-zero net magnetic force acting on wire x.

القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك

2
Step 2

A wire experiences zero net magnetic force if it is placed at a neutral point, where the total magnetic flux density from the other wires is zero.

$$F = B_{total} ' I ' L$$
$$B_{total} = 0 \implies F = 0$$
3
Step 3

Let's analyze option A. Wire x is between two wires with currents four I and two I flowing in the same direction.

الحالة (أ)

4Ix (I)2I2dd
4
Step 4

For the magnetic field to be zero at wire x, the ratio of current to distance must be equal for both surrounding wires.

$$\frac{I_1}{d_1} = \frac{4I}{2d} = \frac{2I}{d}$$
$$\frac{I_2}{d_2} = \frac{2I}{d}$$
5
Step 5

Since the ratios are equal and the currents are in the same direction, the fields cancel out. The net force is zero.

F_{net} = 0

6
Step 6

Now let's look at option B. Here, wire x is at a distance d from a current I and two d from a current two I.

الحالة (ب)

Ix (I)2I
7
Step 7

Calculating the ratios again: for the left wire, it is I over d. For the right wire, it is two I over two d, which simplifies to I over d.

$$\frac{I_{left}}{d_{left}} = \frac{I}{d}$$
$$\frac{I_{right}}{d_{right}} = \frac{2I}{2d} = \frac{I}{d}$$

The rest of this solution is on Solvi

7 more steps are locked. Watch the full animated, narrated solution for free.

Snap a photo, solve any question like this.

Download on the App Store Get it on Google Play

Free to download · First solutions are on us

100K+Questions solved daily
50K+Students learning
4.8 ★App Store rating

About This Question

Subject
Physics
Topic
Electromagnetism
Difficulty
Medium
Question Type
Multiple Choice

Solve any question in seconds

Snap a photo and AI explains it step by step with voice and animation.

Download on the App Store Get it on Google Play
Solvi
The full solution is in the appFree to download · First solutions are on us
Get