Magnetic Field ng Current-Carrying Wire
1 · Humula
Ang tuwid na wire ay may steady na kuryente. Habang inilalayo mo ang test point sa wire, bumabagsak ba ang field strength nang gaya ng field ng electric charge?
- Oo — simpleng 1/r² ang bagsak, katulad ng point charge.
- Hindi nakadepende sa distansya mula sa wire ang field.
- Hindi — magkaiba ang bagsak ng field ng current-carrying wire sa point charge, dahil extended (linya) na source ang current, hindi punto.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang wire-field preset at pindutin ang I-reset. Nakapirmi ang 8 A na kuryente ng wire sa habang 4.8 m.
- I-enable ang field-strength readout.
- Itakda ang perpendicular na distansya mula sa midpoint ng wire sa bawat trial at itala ang field strength.
3 · Mangulekta ng Data
| Perpendicular na distansya d (m) | Field strength |B_z| (µT) |
|---|---|
| 0.50 | |
| 1.00 | |
| 2.00 |
I-plot ang |B_z| (y-axis) laban sa 1/d (x-axis) para sa tatlong trial. Mas linyar ba kumpara sa plot laban sa 1/d²?
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) gamit ang μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Ihambing sa table.
- Ihambing ang hugis ng formula na ito sa electric-field formula ng line-charge experiment. Ipaliwanag kung bakit pareho ang klase ng distance dependence ng finite na charged rod at finite na current-carrying wire — malapit sa 1/d malapit sa wire, malapit sa 1/d² sa malayo.
5 · Palawakin
- Sa idealized na infinite wire, nagiging klasikong B = μ₀I/(2πd) ang field — malinis na 1/d. Sa anong distansya kumpara sa 4.8 m na haba ng wire mo inaasahan mong malapit nang magtugma ang finite-wire formula ng experiment na ito sa infinite-wire approximation?
- Ang karayom ng compass na malapit sa current-carrying wire ay umiiwas para humilig sa magnetic field ng wire. Ipaliwanag, gamit ang right-hand rule, kung bakit pumapaikot-ikot ang field sa wire sa halip na radial na palabas gaya ng electric field.
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Field ng Finite na Current-Carrying Wire
Ang batas ni Biot–Savart, na-integrate sa finite na tuwid na wire, ay nagbibigay ng magnetic field na pumapaikot sa wire at nakadepende sa perpendicular na distansya at haba ng wire sa parehong interpolating na hugis gaya ng finite na linya ng charge.