Camp magnètic dins d'un solenoide

1 · Prediu

Un solenoide (una bobina molt enrotllada) porta corrent per les seves moltes espires. Si incrementes el corrent, la intensitat del camp interior escala en proporció directa?

• El camp creix més de pressa que el corrent, perquè la contribució de cada espira es compon.
• Sí: el camp interior és directament proporcional al corrent.
• El camp interior no depèn del corrent.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Camp magnètic dins d'un solenoide» i prem Restableix. El solenoide té 400 espires en una longitud de 0.45 m.
2. Activa la lectura d'intensitat de camp interior.
3. Defineix el corrent de la bobina per a cada prova i enregistra la intensitat de camp interior.

3 · Recull dades

Representa la intensitat de camp B (eix y) contra el corrent I (eix x) per a les tres proves. La línia és recta i passa per l'origen?

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula B = μ₀NI/L amb μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Compara-ho amb la taula.
2. Explica per què el camp interior depèn del nombre d'espires per unitat de longitud (N/L), no de les espires i la longitud per separat: un solenoide més llarg amb proporcionalment més espires dóna el mateix camp.

5 · Amplia

1. Un electroimant (com el d'una grua de ferralla) és essencialment un solenoide enrotllat al voltant d'un nucli de ferro, que pot multiplicar el camp per un factor de centenars o milers (l'alta permeabilitat del nucli). Explica per què un solenoide d'aire com aquest produeix un camp molt més feble per al mateix corrent i espires.
2. Fora d'un solenoide ideal, el camp magnètic és a prop de zero, a diferència del camp d'un sol fil, que s'estén cap enfora. Explica, amb els camps de les moltes espires individuals, per què els camps dels costats oposats de la bobina es cancel·len en gran part fora però es reforçen dins.

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles