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上一主题:第六章 电磁新理论 下一主题:翻转宇宙
平行载流直导线的受力问题
[楼主] 作者:王普霖  发表时间:2015/04/27 04:18
点击:1917次

在水平面直角坐标系中,有两条线密度均匀的、长度为L、间距为d的,通以同方向直流电流的平行直导线A、B。导线平行于x轴,固结在坐标系上。导线A的左端点AL位于(-L,-d/2),右端点AR位于(0,-d/2);导线B的左端点BL位于(0,d/2),右端点BR位于(L,d/2)。

问:两导线受力方向如何?

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[楼主]  [2楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/27 10:36 

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[楼主]  [3楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/27 17:23 

这个帖子是洛仑兹力是否总垂直于导线(或电流)的一个试金石。再加上我的例子,证明“垂直”只是对称情况下的特殊产物。
[楼主]  [4楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/27 21:05 

如果这两根导线可以在x方向的两个平行槽内滑动,两导线会在水平x分力的作用下,向两导线对齐的方向运动。即B向左运动,A向右运动。没有x方向的水平分力能行吗?有水平分力存在,两导线的受力还是完全垂直于导线吗?这些问题都是要你们回答的。 有反对意见吗?路过、看过,别错过!发表出你们的看法!回避是不能解决问题的。
 [5楼]  作者:wqqw7758521  发表时间: 2015/04/28 06:38 

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 [6楼]  作者:541218  发表时间: 2015/04/28 08:05 

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 [7楼]  作者:wqqw7758521  发表时间: 2015/04/28 08:29 

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 [8楼]  作者:马国梁  发表时间: 2015/04/28 08:47 

王老师:
只有两根等长的错位平行线是是无法通入电流的。
即便两端用软导线连接起来,两根平行线的位置也是不可能稳定的。
即便两端用刚性导体固结起来,只考虑两根平行线间的相互作用力也是不全面的,两侧导体肯定还有力的作用。
即便只考虑两根导体的相互作用,那么两个安培力将大小相同,方向相反,均与导体垂直,但肯定不在一条直线上。它们不是直接的作用和反作用力。
[楼主]  [9楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 10:47 

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[楼主]  [10楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 11:06 

而且这句话“即便只考虑两根导体的相互作用,那么两个安培力将大小相同,方向相反,均与导体垂直,但肯定不在一条直线上。它们不是直接的作用和反作用力。”于理不通。

你们都有一个共同问题,就是认为两个安培力的方向只取决于导线方向,和磁场方向无关。我且问你们,没有另外一根导线,安培力能产生吗?两段导线的力是相互电流作用出来的,作用力和反作用力就在两导线上。大小相等、方向相反,作用在一条直线上。马老师说“它们不是直接的作用力和反作用力”,那应该是什么力?您能解释出来吗?或者您画张图,把这两个“不是直接的作用力和反作用力”标示出来。

你们计算分析的直接后果就是违反牛三:作用力和反作用力不在一条直线上。
[楼主]  [11楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 11:53 

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[楼主]  [12楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 11:53 
[楼主]  [13楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 13:06 

在导体中流动的电流元是一个个电子。电子是有自旋的,每个电子都有极性。导线中无电流时,这些有极性的电子杂乱无章,对外不显极性。在电场力作用下,它们有序排列起来,对外就能显示出极性。因此,导线外的磁场都是一个个小磁体贡献出来的。这些小磁体就相当于我让朱顶余去买的那些指南针。

在导线中流动的这些小磁体总体对外产生磁性,它们顺向排列,进行流动。但是各个小磁体的方向并不是一成不变的。它们的方向也受外界磁场(对方导线中的小磁体)作用而改变方向。一根导线中的小磁体,在受到其它方向的小磁体作用时,它们集体都要作出回应。产生相应方向的力,回应外来磁场。导线产生的磁场就不是一成不变的垂直于导线了。这些导线产生的磁场都是互动的、方向都是可改变的。事实上,我坐标系中的两根错位平行导线,本导线中的小磁体,和对方导线中小磁体的作用,早已改变了导线外磁场的方向。它们各自产生的磁场也早已不垂直于导线了。这点你们谁也意识不到。微观的机理就是这样的。永久磁铁产生磁场的机理也是一样的,电子旋转方向整齐化、磁畴排列的整齐化、有序化就是产生宏观磁场的原因。

在一般导线中,没有固有磁畴,靠的就是电子的定向排列了。导线中的电子旋转方向不仅受电场作用,也受周围磁场作用,还受外来磁场作用。它们全部都是有关联的。此导线中流动的电子,受到彼导线中流动的电子作用,无论那根导线是否和自己所在的导线垂直或者平行,还是具有各种角度,这些相互作用力都存在。

这些相互作用力作用到自身和对方,就会产生相应的姿态变化:改变自身磁场的方向和对方磁场的方向。因此,非对齐的两条导线,它们产生的磁场,在这种相互改变姿态的作用下,已经不和导线垂直了。这就等效为两条不平行的导线产生的垂直磁场。那么不平行的两条导线,其中必有x方向的力存在。

我告诉你们,无论理论还是实验,这个x方向的力都存在!这些微观机理 朱顶余 怎么能用公式表达出来?他用公式表达出来的就都不是物理实际,物理实际是和我说的一样的!看过几本书,背熟几个公式,记住几个现成的死概念不叫精通物理。不会分析物理实质才叫做理盲!
[楼主]  [14楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 13:44 

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[楼主]  [15楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 13:53 

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[楼主]  [16楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 14:44 

力这东西是不能独立产生出来的,都必须是相互作用。比如你坐在椅子上用脚踹墙,你的脚会受力。你的椅子也会接受到通过腿传递过来的力。安培力也是这样,通电导体不会自身产生一个安培力作用到自己身上的。它必须有受力方存在。如果没有受力方,你画出的安培力也不存在。

独立的东西无法自己给自己施力,而不加损耗。你图4画出的那些小于最大力(x=0处的力)的那些小安培力,作用在谁的上面了?谁在这些力的直线上接收这些力?没有。因此你画出的那些垂直小力都不存在。那么说那些位置都没有力存在吗?不是。导线上每个点都存在指向另一导线上所有点的力。

 [17楼]  作者:马国梁  发表时间: 2015/04/28 14:54 

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[楼主]  [18楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 17:14 

对[17楼]说:
马老师,这世界上就没有不通过磁场产生的安培力。马老师说我的错位平行线“很显然……”,那么不是错位的、而是对齐的平行线就不是“甲导线-磁场-乙导线”了吗?

再说了,这世界上所有的力都是要经过媒介传播的,这能说就没有了作用力和反作用力的关系了吗?牛顿第三定律不直接,间接的也照样成立呀!力是可以传导的。

我们讨论两个导体受力,就要是稳态时的结论。你们坚持的“洛仑兹力一定和导线垂直”讲的是瞬态时成立、稳态时不成立吗?我怎么没看出来这些意思?
[楼主]  [19楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/30 04:26 

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[楼主]  [20楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/05/01 06:17 

人算不如天算!我坚信这一点。我们拿到一个外形千奇百怪的金属物体,放到绝缘体上。当你给金属物体带上一点电荷时,它们立刻就能占据各个位置,达到和内、外界的电场平衡。自然界的这种平衡,你用亿万次的计算机,计算上多少年,也计算不完。而天不用算,它们却总能按照物理规律,一点弯路都不走,达到最后的稳定状态。

我为什么要说这段没有用的话?因为我本主题贴中的两条导线,如果允许它们自由活动(当然不考虑电源线那些和主题无关的因素),它们必然沿捷径,以真实的受力方向、以最快的路线、最短的时间和对方平行相吸引,并且是首位对齐的。它们的接近路线是唯一的。

为了便于说话,我令d=L,导线质量为m,两导线各自质心坐标(Xa=-L/2,Ya=-L/2)和(Xb=L/2,Yb=L/2)。按照初始位置只有x=0这AB两端点受一个垂直力F0说起,其它的小力暂且不提。我够大度的了。

初始时刻,导线A、B都受到逆时针初始加速转矩M0=LF0,也都受到一个初始加速力F0指向X轴,这些力和转矩在导线旋转和向X轴运动过程中,都是变量,这我们先不关心。在某一时刻,两导线质心距离X轴的距离都变小了。两导线也重合于通过O点的一条斜线。此时刻,两导线受到的加速转矩为零了,加速力也为零了。但是,我们不能忘记,在这个时刻两导线达到了最快转速和向X轴接近的最快速度。它们在惯性下继续旋转和接近X轴,但也随着两导线的引力重新增加而减速。它们在这个角度之后,就开始有X方向的引力了,由于他们的两受力端点也都越过X轴,它们就都能够取得更多的平行方向的重叠。它们之间的作用力就扩大了。质心也向Y轴接近了。减速到零后它们反向加速。就这样,它们会在一轮一轮的来回扭动、加速、减速中,扩大平行重叠的长度、质心的接近,逐渐对齐,缩小间距。最终达到互相对齐吸引。

这是我们的一种过程分析,是一种人算。天算就没有了这些扭来扭去的过程,它们选择最速方式达到互相对齐吸引。

因为什么呢?我反着给你们说说这个例子:
原本两根载流导线,好好地在那里吸引着。它们之间具有最小势能。我们要使两个吸引着的导线分开,必然要使用外力,我们先把它们平行拉开到距离为L的地方,再把它们的质心错开到-L/2、L/2所需要耗费的总能量,和直接斜着把它们拉到我题目中的初始位置所消耗的总能量是一样的。
我斜着拉它们。所用的力的方向一定是两导体的安培力的方向。它们给我的反作用力,也一定是这个方向。

因此,我得到无可辩驳的事实:在我主题中的两导体,它们的安培力作用方向就是在它们的连线上。
这个状态下的两导线的安培力,都不垂直于导线!
 [21楼]  作者:wqqw7758521  发表时间: 2015/05/01 14:41 

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 [22楼]  作者:dongdong1225  发表时间: 2015/05/02 08:49 

wqqw7758521 就可以说服老王。


※※※※※※
创新
 [23楼]  作者:dongdong1225  发表时间: 2015/05/02 08:51 

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[楼主]  [24楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/05/02 09:18 

对[21楼]说:
一段通电导线就相当于一个磁体,两段通电导线就相当于两个磁体。比如它们都在右上角那个位置平行吸引得紧紧的,你把其中一个A硬往左下角拉,你用力方向一定是往左下角的。那么两导体之间的安培力也一定在你拉力连线上,并附带一个扭矩。你可以把你所拉动的导体静止在任何位置上。在这静止的位置上,你的手一个要施加给导线A一个静拉力,还有一个静转矩。这个静拉力一定等于两导线间的安培力,这个静扭矩一定等于两导线之间的静安培扭矩。这是一种等效。事实上,两导线的安培力并不作用在各自质心上,而是各位置都受到不同的安培力,扭矩也是这样产生的。我的做法就是把所有大小不同的力都折合到各自质心上,把各个部位受到的安培力只差折合成一个扭矩。这种处理方法简单明了。

你认为是我在纠结吗?错了!这些东西在我心里明镜似的。我说出的语气也是肯定的。只有不会分析受力的人,才觉得很复杂。我一直都是在力学分析上做我的文章,我说出了安培力的本质、他表现出的特殊性。这都是物理真实,并不是谁讲得过谁的问题。如果我说得对,再高地位的人也要承认。
 [25楼]  作者:dongdong1225  发表时间: 2015/05/02 13:13 

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 [26楼]  作者:wqqw7758521  发表时间: 2015/05/02 13:32 

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 [27楼]  作者:541218  发表时间: 2015/05/02 18:00 

对【26楼】说:
我早就 认定 王普霖 是一个 愚蠢透顶的理盲,不可理喻的家伙。
 [28楼]  作者:541218  发表时间: 2015/05/02 18:52 

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 [29楼]  作者:541218  发表时间: 2015/05/02 18:52 

对【22楼】说:

 

 你急需 立即拜倒在 wqqw7758521 的膝下    学做人

我为什么 公开认定  wqqw7758521 是高手?其实我多次惨遭wqqw7758521言辞犀利的诘难。

wqqw7758521从来就没说过我一句好话。

wqqw7758521 在某些方面不亚于 沈建其。

而 你呢,总是 满口芜杂之词  一句道理讲不出来  正宗的理盲兼流氓。

你应该首先检讨你自己  我为何对你这样,而对wqqw7758521 又是那样?

王普霖 曾经侮辱我 谁都被我骂过,去问问 wqqw7758521,我在哪里骂过他?再去问问wqqw7758521在哪里恭维过我?在哪里说过我的好话,

虽然wqqw7758521一直在错怪我,但我深知他是在对我进行善意的提醒 属于真诚而友善的批评,我当然欢迎善意的提醒与批评

[楼主]  [30楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/05/03 00:00 

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