Elektromágnesség

Szolenoid mezője

Két vizsgálati töltés: a tekercsen belül F_B ≠ 0; kívül F_B = 0. Válaszd ki mindkettőt az összehasonlításhoz.

Szolenoid mezője — interaktív Elektromágnesség szimuláció. Két vizsgálati töltés: a tekercsen belül F_B ≠ 0; kívül F_B = 0. Válaszd ki mindkettőt az összehasonlításhoz. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Szolenoid mezője

A szolenoid belsejében B ≈ μ₀(N/L)I — egyenletes nyilak a tengely mentén.

Az N menetes, L hosszúságú, I áramú szolenoid közel egyenletes B ≈ μ₀(N/L)I mezőt ad a tengelye mentén a tekercsen belül. Az erővonalak átmennek a belsején és kívül záródnak vissza — mint egy rúdmágnes. Növeld I-t vagy a menetsűrűséget, és nézd a belső B-nyilak növekedését a kijelzőn.

• B ≈ μ₀NI/L
• Belül egyenletes

Vizsgálódási összefoglaló

Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort

Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.

Vezérlő kérdés

Egy szolenoid (szorosan feltekert tekercs) áramot vezet számos menetén. Ha megnöveled az áramot, közvetlenül arányosan skálázódik-e a belső térerősség?

Mérlegelendő jóslatok

• A tér gyorsabban nő, mint az áram, mert minden menet hozzájárulása halmozódik.
• Igen — a belső tér közvetlenül arányos az árammal.
• A belső tér nem függ az áramtól.

Változószerepek

Amit te állítasz be:

• Tekercsáram I (A)

Amit mérsz:

• Belső tér B (mT)

Hogyan fut a vizsgálódás

1. Nyisd meg a solenoid-field előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A szolenoid 400 menetet tart 0.45 m hosszon.
2. Engedélyezd a belső térerősség-kijelzőt.
3. Állítsd be a tekercsáramot minden mérésnél, és rögzítsd a belső térerősséget.

Vezéregyenlet

Szolenoid belső tere — B = μ₀(N/L)I

Egy hosszú, szorosan feltekert szolenoid csaknem egyenletes belső mágneses teret ad, amelyet a menetsűrűség és az áram határoz meg: B = μ₀NI/L, ahol N a menetek teljes száma, L a szolenoid hossza.

Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal

• Egy mérésnél számítsd ki a B = μ₀NI/L-t μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
• Magyarázd meg, miért a menetsűrűségtől (N/L) függ a belső tér, nem a menetektől és a hossztól külön-külön — egy hosszabb szolenoid arányosan több menettel ugyanazt a teret adja.

Hol bukkan fel ez a laboron túl

• Egy elektromágnes (mint egy roncstelepi daruban) lényegében vasmagra csavart szolenoid, amely a teret több száz- vagy ezerszeresére szorozhatja (a mag nagy permeabilitása). Magyarázd meg, miért ad egy ilyen sima levegőmagos szolenoid, mint ez, sokkal gyengébb teret ugyanazon árammal és menetszámmal.
• Egy ideális szolenoidon kívül a mágneses tér közel nulla, szemben egyetlen vezeték terével, amely kifelé terjed tőle. Magyarázd meg a sok egyedi menet terével, miért oltják nagyrészt ki egymást a tekercs ellentétes oldalairól származó terek kívül, de erősítik egymást belül.

• 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

1. Üdv a Szolenoid-mezőnél
2. Válaszd ki a szolenoidot
3. Nyomd meg az Indítást
4. Mező a szolenoid belsejében
5. Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
6. Sikerült!

Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Interaktív labor megnyitása →

Munkalap letöltése →

Az áram által keltett mágneses mező