Elektromagnetizam
Žica kojom teče struja
Strelice B kruže oko žice; podigni struju I i očitaj B u mT.
Žica kojom teče struja — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Strelice B kruže oko žice; podigni struju I i očitaj B u mT. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Magnetsko polje žice
Strelice B kruže oko žice; podigni struju I i očitaj B u mT.
Duga ravna žica kojom teče struja I proizvodi kružne linije B-polja oko žice (Ampèreov zakon: B ∝ I/r). Pravilo desne ruke daje smjer: palac duž I, prsti se uvijaju s B. Simboli ⊗/⊙ označavaju polje u/iz stranice. Podigni I i očitaj B u mT na stalnoj udaljenosti — udvostručenje I udvostručuje B.
- B ∝ I/r
- Pravilo desne ruke
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
Ravna žica nosi stalnu struju. Dok probnu točku pomičeš dalje od žice, opada li jakost magnetskog polja na isti način kao polje električnog naboja?
Predviđanja za odvagnuti
- Da — jednostavan je pad 1/r², isto kao točkasti naboj.
- Polje ne ovisi o udaljenosti od žice.
- Ne — polje žice sa strujom opada drugačije od točkastog naboja, jer je struja prošireni (linijski) izvor, ne točka.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Okomita udaljenost d (m)
Što mjeriš:
- Jakost polja |B_z| (µT)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav wire-field i pritisni Resetiraj. Žica nosi fiksnu struju od 8 A preko segmenta od 4.8 m.
- Omogući očitanje jakosti polja.
- Postavi okomitu udaljenost od središta žice za svaki pokušaj i zabilježi jakost polja.
Odgovarajuća jednadžba
Polje konačne žice sa strujom — B = μ₀I/(2πr)
Biot–Savartov zakon, integriran duž konačne ravne žice, daje magnetsko polje koje kruži oko žice i ovisi i o okomitoj udaljenosti i o duljini žice kroz isti interpolirajući oblik kao konačna linija naboja.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) koristeći μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Usporedi s tablicom.
- Usporedi oblik ove formule s formulom električnog polja pokusa line-charge. Objasni zašto i konačni nabijeni štap i konačna žica sa strujom daju polja iste vrste ovisnosti o udaljenosti — blizu 1/d uz žicu, bliže 1/d² izdaleka.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Za idealiziranu beskonačnu žicu, polje se pojednostavljuje na klasiku B = μ₀I/(2πd) — čist pad 1/d. Na kojoj udaljenosti u usporedbi s duljinom od 4.8 m očekuješ da formula konačne žice ovog pokusa dobro odgovara toj aproksimaciji beskonačne žice?
- Igla kompasa postavljena blizu žice sa strujom skreće da se poravna s magnetskim poljem žice. Objasni, koristeći pravilo desne ruke, zašto polje kruži oko žice umjesto da pokazuje radijalno prema van kao električno polje.
- 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 žice
- Odaberi žicu
- Pritisni Pokreni
- Polje B oko žice
- 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 →