Magnetsko polje žice kojom teče struja

1 · Predviđanje

Ravna žica nosi stalnu struju. Dok probnu točku pomičeš dalje od žice, opada li jakost magnetskog polja na isti način kao polje električnog naboja?

• 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.

2 · Postava

1. Otvori postav wire-field i pritisni Resetiraj. Žica nosi fiksnu struju od 8 A preko segmenta od 4.8 m.
2. Omogući očitanje jakosti polja.
3. Postavi okomitu udaljenost od središta žice za svaki pokušaj i zabilježi jakost polja.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj |B_z| (y-os) naspram 1/d (x-os) za svoja tri pokušaja. Izgleda li linearnije nego crtanje naspram 1/d²?

4 · Analiza

1. 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.
2. 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.

5 · Proširenje

1. 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?
2. 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.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis