Три параллельных длинных провода натянуты горизонтально между опорами линии электропередачи. Провода «1» и «2» находятся в одной горизонтальной плоскости, причём расстояние между ними равно a. Провод «3» расположен над ними, при этом расстояние от провода «3» до каждого из проводов «1» и «2» равно (см. рис. а и б).
В проводах «1» и «2» текут постоянные электрические токи силой I в противоположных направлениях, а в проводе «3» течёт постоянный ток силой 2I в направлении, совпадающем с направлением тока в проводе «1». Определите направление результирующей силы Ампера, действующей на провод «3» со стороны проводов «1» и «2». Сделайте рисунок, изобразив на нем вблизи провода «3» векторы магнитной индукции магнитных полей, созданных проводами «1» и «2», вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и искомый вектор силы Ампера. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.
На провод «3» со стороны проводов «1» и «2» действует результирующая сила, направленная влево (см. рис.).
1) Вокруг прямых проводников «1» и «2» возникает магнитное поле. Линии индукции магнитного поля, создаваемого каждым проводом, являются окружностями, центры которых лежат на этом проводе. Направление линий индукции магнитного поля определяется правилом буравчика (см. рисунок).
2) Вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля в области проводника «3» определяется при помощи принципа суперпозиции магнитных полей: где
и
— векторы индукции магнитных полей, созданных проводами «1» и «2».
3) Поскольку провод «3» находится на одинаковом расстоянии от каждого из проводов «1» и «2», и по проводникам протекают токи одинаковой силы, то
Из геометрических соображений следует, что угол между векторами
и
прямой (см. рисунок). Следовательно, вектор магнитной индукции
направлен вертикально вверх.
4) Со стороны результирующего магнитного поля на проводник «3» с током действует сила Ампера направление которой определяется согласно правилу левой руки. Таким образом, результирующая сила Ампера, действующая на провод «3» со стороны проводов «1» и «2», направлена горизонтально влево.
Ответ: на провод «3» со стороны проводов «1» и «2» действует результирующая сила Ампера, направленная влево.

