Магнитно поле вътре в соленоид

1 · Предскажи

Соленоид (плътно навита навивка) носи ток през многото си навивки. Ако увеличиш тока, мащабира ли се силата на вътрешното поле в права пропорция?

• Полето расте по-бързо от тока, понеже приносът на всяка навивка се натрупва.
• Да — вътрешното поле е право пропорционално на тока.
• Вътрешното поле не зависи от тока.

2 · Постановка

1. Отвори настройката поле на соленоид и натисни Нулирай. Соленоидът има 400 навивки по дължина 0.45 m.
2. Включи показанието за сила на вътрешното поле.
3. Задай тока на навивката за всеки опит и запиши силата на вътрешното поле.

3 · Събери данни

Чертай силата на полето B (ос y) спрямо тока I (ос x) за трите си опита. Права ли е линията през началото?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли B = μ₀NI/L с μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Сравни с таблицата.
2. Обясни защо вътрешното поле зависи от броя навивки на единица дължина (N/L), а не от навивките и дължината поотделно — по-дълъг соленоид с пропорционално повече навивки дава същото поле.

5 · Надгради

1. Електромагнитът (като в кран за скрап) по същество е соленоид, навит около желязно сърце, което може да умножи полето с фактор стотици или хиляди (високата пропускливост на сърцето). Обясни защо обикновен соленоид с въздушно сърце като този произвежда много по-слабо поле при същия ток и навивки.
2. Извън идеален соленоид магнитното поле е близо до нула, за разлика от полето на единична жица, което се разпростира навън от нея. Обясни, с полетата на многото отделни навивки, защо полетата от противоположните страни на навивката до голяма степен се отменят извън, но се усилват вътре.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат