Camp magnètic d'un fil amb corrent

1 · Prediu

Un fil recte porta un corrent estable. A mesura que mous un punt de prova més lluny del fil, la intensitat del camp magnètic cau de la mateixa manera que el camp d'una càrrega elèctrica?

• Sí: és una caiguda 1/r² simple, igual que una càrrega puntual.
• El camp no depèn de la distància al fil.
• No: el camp d'un fil amb corrent cau de manera diferent que el d'una càrrega puntual, ja que el corrent és una font extensa (línia), no puntual.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Camp magnètic d'un fil amb corrent» i prem Restableix. El fil porta un corrent fix de 8 A en un segment de 4.8 m.
2. Activa la lectura d'intensitat de camp.
3. Defineix la distància perpendicular al punt mitjà del fil per a cada prova i enregistra la intensitat de camp.

3 · Recull dades

Representa |B_z| (eix y) contra 1/d (eix x) per a les tres proves. Sembla més lineal que contra 1/d²?

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) amb μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Compara-ho amb la taula.
2. Compara la forma d'aquesta fórmula amb la del camp elèctric de l'experiment «Camp d'una línia finita de càrrega». Explica per què una vara carregada finita i un fil finit amb corrent produeixen camps amb el mateix tipus de dependència de distància: a prop d'1/d vora el fil, més a prop d'1/d² de lluny.

5 · Amplia

1. Per a un fil infinit idealitzat, el camp se simplifica al clàssic B = μ₀I/(2πd): una caiguda 1/d neta. A quina distància comparada amb els 4.8 m d'aquest fil esperaries que la fórmula de fil finit coincideixés de prop amb aquella aproximació de fil infinit?
2. Una agulla de brúixola posada a prop d'un fil amb corrent es desvia per alinear-se amb el camp magnètic del fil. Explica, amb la regla de la mà dreta, per què el camp gira al voltant del fil en lloc d'apuntar radialment cap enfora com faria un camp elèctric.

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles