Question

Из изолированного провода, имеющего форму окружности, путем поворота верхней и нижней его частей друг относительно друга сделана фигура в виде восьмерки, окружности которой имеют радиусы R1 и R2 (R1 больше R2). Контур помещен в однородное магнитное поле с индукцией В, перпендикулярной плоскости контура. Поле меняется во времени В=В0-kt. Чему равна разность потенциалов между точками провода, лежащими на его пересечении? Задание С5

Answer 1

для случая перехлестывающихся витков восьмерки
***************************************************************
эдс большего витка
ЭДС1 = к*pi*R^2
эдс меньшего витка
ЭДС2 = к*pi*r^2
полное ЭДС в цепи
ЭДС=ЭДС1-ЭДС2=к*pi*(R^2-r^2)
сопротивление большего витка 2*pi*R*ro/S
сопротивление мненьшего витка 2*pi*r*ro/S
ток по кругу
I = ЭДС / ( 2*pi*R*ro/S+ 2*pi*r*ro/S)
разность потенциалов в точке соприкосновения
ЭДС1-I*2*pi*R*ro/S = к*pi*R^2 - к*pi*(R^2-r^2)*2*pi*R*ro/S / ( 2*pi*R*ro/S+ 2*pi*r*ro/S) =
= к*pi*R^2 - к*pi*(R^2-r^2)*R / ( R+r) = к*pi*(R^2*R+R^2*r - R^2*R+r^2*R / ( R+r) =
= к*pi*(R^2*r +r^2*R / ( R+r) = к*pi*R*r

для случая касающихся витков восьмерки
***************************************************************
эдс большего витка
ЭДС1 = к*pi*R^2
эдс меньшего витка
ЭДС2 = к*pi*r^2
полное ЭДС в цепи
ЭДС=ЭДС1+ЭДС2=к*pi*(R^2+r^2)
сопротивление большего витка 2*pi*R*ro/S
сопротивление мненьшего витка 2*pi*r*ro/S
ток по кругу
I = ЭДС / ( 2*pi*R*ro/S+ 2*pi*r*ro/S)
разность потенциалов в точке соприкосновения
ЭДС1-I*2*pi*R*ro/S = к*pi*R^2 - к*pi*(R^2+r^2)*2*pi*R*ro/S / ( 2*pi*R*ro/S+ 2*pi*r*ro/S) =
= к*pi*R^2 - к*pi*(R^2+r^2)*R / ( R+r) = к*pi*(R^2*R+R^2*r - R^2*R-r^2*R / ( R+r) =
= к*pi*(R^2*r -r^2*R / ( R+r) = к*pi*R*r*(R-r)/(R+r)
*************************
оба случая изображены на рисунке