Elektromagnetisme
Strømførende ledning
B-pilene kredser om ledningen; forøg strømmen I, og aflæs B i mT.
Strømførende ledning — interaktiv Elektromagnetisme-simulation. B-pilene kredser om ledningen; forøg strømmen I, og aflæs B i mT. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Leders magnetfelt
B-pile cirklerer omkring lederen; forøg strømmen I, og aflæs B i mT.
En lang lige leder med strøm I producerer cirkulære B-feltlinjer omkring lederen (Ampères lov: B ∝ I/r). Højrehåndsreglen giver retningen: tommelfinger langs I, fingrene krøller med B. ⊗/⊙-symbolerne markerer felt ind i/ud af tegneplanet. Forøg I, og aflæs B i mT på fast afstand — en fordobling af I fordobler B.
- B ∝ I/r
- Højrehåndsreglen
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En lige ledning fører en jævn strøm. Når du flytter et testpunkt længere væk fra ledningen, aftager magnetfeltstyrken så på samme måde som en elektrisk ladnings felt?
Forudsigelser at afveje
- Ja — det er et simpelt 1/r²-fald, lige som en punktladning.
- Feltet afhænger ikke af afstanden fra ledningen.
- Nej — en strømførende lednings felt aftager anderledes end en punktladnings, da strøm er en udstrakt (linje-)kilde, ikke et punkt.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Vinkelret afstand d (m)
Det, du måler:
- Feltstyrke |B_z| (µT)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen wire-field, og tryk på Nulstil. Ledningen fører en fast strøm på 8 A over et 4.8 m langt stykke.
- Slå feltstyrkeaflæsningen til.
- Indstil vinkelret afstand fra ledningens midtpunkt for hvert forsøg, og notér feltstyrken.
Styrende ligning
Feltet fra en endelig strømførende ledning — B = μ₀I/(2πr)
Biot–Savarts lov, integreret langs en endelig lige ledning, giver et magnetfelt, der cirkler om ledningen og afhænger af både den vinkelrette afstand og ledningens længde gennem samme interpolerende form som en endelig ladningslinje.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for ét forsøg |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) med μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Sammenlign med tabellen.
- Sammenlign denne formels form med line-charge-eksperimentets formel for det elektriske felt. Forklar, hvorfor både en endelig ladnet stang og en endelig strømførende ledning producerer felter med samme slags afstandsafhængighed — tæt på 1/d nær ledningen, tættere på 1/d² langt væk.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- For en idealiseret uendelig ledning forenkles feltet til det klassiske B = μ₀I/(2πd) — et rent 1/d-fald. Ved hvilken afstand sammenlignet med denne lednings 4.8 m længde ville du forvente, at dette eksperiments formel for en endelig ledning nøje matcher tilnærmelsen for en uendelig ledning?
- En kompasnål anbragt nær en strømførende ledning slår ud for at stille sig langs ledningens magnetfelt. Forklar ud fra højrehåndsreglen, hvorfor feltet cirkler omkring ledningen i stedet for at pege radialt udad, som et elektrisk felt ville.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Velkommen til Lederfelt
- Vælg lederen
- Tryk på Afspil
- B-felt omkring en leder
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →