Elektromagnetizam
Polje solenoida
Dva probna naboja: unutar zavojnice F_B ≠ 0; izvan F_B = 0. Odaberi svaki za usporedbu.
Polje solenoida — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Dva probna naboja: unutar zavojnice F_B ≠ 0; izvan F_B = 0. Odaberi svaki za usporedbu. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Polje solenoida
Unutar solenoida B ≈ μ₀(N/L)I — jednolike strelice duž osi.
Solenoid s N zavoja na duljini L i strujom I proizvodi približno homogeno B ≈ μ₀(N/L)I duž svoje osi unutar zavojnice. Linije polja teku kroz unutrašnjost i vraćaju se petljom izvana — poput šipkastog magneta. Povećaj I ili gustoću zavoja i gledaj rast unutarnjih strelica B u očitanju.
- B ≈ μ₀NI/L
- Homogeno unutra
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Solenoid (čvrsto namotana zavojnica) nosi struju kroz svojih mnogo zavoja. Ako povećaš struju, skalira li jakost unutarnjeg polja izravno razmjerno?
Predviđanja za odvagnuti
- Polje raste brže od struje, jer se doprinos svakog zavoja slaže.
- Da — unutarnje polje izravno je razmjerno struji.
- Unutarnje polje ne ovisi o struji.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Struja zavojnice I (A)
Što mjeriš:
- Unutarnje polje B (mT)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav solenoid-field i pritisni Resetiraj. Solenoid ima 400 zavoja preko duljine od 0.45 m.
- Omogući očitanje jakosti unutarnjeg polja.
- Postavi struju zavojnice za svaki pokušaj i zabilježi jakost unutarnjeg polja.
Odgovarajuća jednadžba
Unutarnje polje solenoida — B = μ₀(N/L)I
Dug, čvrsto namotan solenoid proizvodi gotovo homogeno unutarnje magnetsko polje određeno gustoćom zavoja i strujom: B = μ₀NI/L, gdje je N ukupan broj zavoja, a L duljina solenoida.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj B = μ₀NI/L koristeći μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto unutarnje polje ovisi o broju zavoja po jedinici duljine (N/L), a ne o zavojima i duljini odvojeno — dulji solenoid s razmjerno više zavoja daje isto polje.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Elektromagnet (kao u dizalici otpada) u biti je solenoid omotan oko željezne jezgre, koja može umnožiti polje faktorom stotina ili tisuća (visoka permeabilnost jezgre). Objasni zašto običan solenoid s zračnom jezgrom poput ovog daje mnogo slabije polje za istu struju i zavoji.
- Izvan idealnog solenoida, magnetsko polje blizu je nuli, za razliku od polja jedne žice koje se širi prema van. Objasni, koristeći polja mnogih pojedinačnih zavoja, zašto se polja suprotnih strana zavojnice uvelike poništavaju izvana, ali ojačavaju iznutra.
- 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
- Dobro došli u polje solenoida
- Odaberi solenoid
- Pritisni Pokreni
- Polje unutar solenoida
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →