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[求助] 三根平行载流导线之间的洛伦兹力,怎么计算?

已有 1152 次阅读 2021-9-11 14:22 |系统分类:科研笔记

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[求助] 三根平行载流导线之间的洛伦兹力,怎么计算?

                  

2016-10-08,在《科学智慧火花》里评论道:

   考虑三根平行导线a、b、c,且该三根导线的直径、材料等均相同。这三根平行导线的横截面呈等边三角形。即如纵向看为平行导线,则横向看其位置为等边三角形。
   假设导线 a、b 、c 均通过不同强度的稳恒直流(方向大小都不变的电流),这样对导线c而言:导线 a、b里的电子(电场)速度不相等。
   第三根导线c受到的洛伦兹力该怎么计算?
   (1)分别计算与导线 a、b之间的洛伦兹力FacFbc,再进行矢量合成(Fac + Fbc)。
   (2)先计算导线A、B产生的磁场BaBb,用矢量合成的磁场(Ba + Bb) 来计算洛伦兹力。

            

   以上两种计算结果相同吗?
   假如不同,那个更正确?
   核心:洛伦兹力,依赖于电场(电荷)之间的相对速度。

   提醒:忽略掉重力,没有其它作用,导线处在真空中。实际的金属导线,非刚体。

          

上面问题的理论依据:

陈宜生, 李增智. 大学物理(下册)[M]. 1999 (第 24 页)截图
                                 

   的要点:
   (1)三根平行导线的横截面,在相同的数量级;
   (2)三根导线的电流强度,在相同的数量级。
   这样,就排除了类似“检验电荷”之类的理想情况:必须考虑这三根导线之间的“磁场相互作用”。

   问题:
   (1)导线之间相互静止的最终相互作用力?
   (2)受到小的扰动后,三根导线之间的相互作用,会变成类似力学里的“三体问题 Three-body problem”吗?

                

参考文献:
[1] 陈宜生 李增智. 大学物理(下册)[M]. 天津: 天津大学出版社, 1999.
[2] 三体问题(天体力学中的基本力学模型) - 百度百科
https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%89%E4%BD%93%E9%97%AE%E9%A2%98/9410906#viewPageContent
[3] Three-body problem. Encyclopedia of Mathematics.
https://encyclopediaofmath.org/wiki/Three-body_problem
[4] SCIENCE, 2021-04-11, 125 questions: Exploration and discovery, In honor of Shanghai Jiao Tong University’s 125th Anniversary
https://www.sciencemag.org/collections/125-questions-exploration-and-discovery
   4. Why don't the orbits of planets decay and cause them to crash into each other? 4.为什么行星的轨道不衰减并导致它们相互碰撞?

                

我在中国科学院《科学智慧火花》贴出的帖子:

(12)2020-10-14,建议我国进行“半电路、半电磁场”集成电路的研制
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=76039
(11)2020-10-14,发展我国东南沿海风电的一些可能的建议
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=76038
(10)2020-10-14,低风速风机叶片几何形状优化设计的风洞实验设想
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=76036
(9)2020-03-04,仿生:提高风机叶片性能的一些设想
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=73425
(8)2019-12-13,低风速风机:“变形”叶片
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=72032
(7)2019-02-25,水平轴风机大偏航角下可能混入垂直轴风机的出力特性
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=68313
杨正瓴,刘丁一
(6)2019-04-06,2019-02-23,“半电路、半电磁场”的集成电路设计构想
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=68642
(5)2018-06-22,慎用“机器学习中的数据预处理:缩放和中心化”
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=63578
(4)2016-02-24,计及风力发电机机械惯性的更精确“风速-功率”关系
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=45013
(3)2015-05-25,未来的两大安全能源
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=35616
(2)2012-04-12,SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=4681
(1)2011-08-30,“P对NP”难题研究的形转换新思路
http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=9402

相关链接:
[1] 2021-07-09,感谢中科院《科学智慧火花》2021年有奖答题获奖纪念品
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1294777.html
[2] 2020-09-11,感谢中科院《科学智慧火花》2020年问卷调查获奖纪念品
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1250150.html
[3] 2019-06-25,俺在《中科院科学智慧火花》贴出的帖子
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1186809.html
[4] 2016-10-01,[请教] “科学智慧火花”的英译
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1006160.html
[5] 2021-05-02,往日(5):1993年 IEEE 的一则 Erratum 勘误(互容 mutual capacitance)
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1284768.html
[6] 2021-02-03,往日(4):组合预测之谜 forecast combination puzzle
http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1270404.html
[7] 2021-04-10, 建议用物理实验精确测量多平行导线之间的电磁作用力.
https://osf.io/473du/
Preprint DOI:  10.31219/osf.io/473du

                                  

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