Elektromágnesség
Áramjárta vezeték
A B nyilak körkörösen futnak a vezeték körül; növeld az I áramot, és olvasd B-t mT-ban.
Áramjárta vezeték — interaktív Elektromágnesség szimuláció. A B nyilak körkörösen futnak a vezeték körül; növeld az I áramot, és olvasd B-t mT-ban. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Áramjárta vezeték mágneses mezője
A B-nyilak körkörösen futnak a vezeték körül; emeld az I áramot, és olvasd B-t mT-ban.
Az I áramot szállító hosszú egyenes vezeték kör alakú B-mezővonalakat hoz létre a vezeték körül (Ampère-törvény: B ∝ I/r). A jobbkéz-szabály adja az irányt: hüvelykujj I mellett, ujjak B-vel gördülnek. Az ⊗/⊙ szimbólumok a lapba/lapból mutató mezőt jelölik. Emeld I-t, és olvasd B-t mT-ban fix távolságnál — I megduplázása megduplázza B-t.
- B ∝ I/r
- Jobbkéz-szabály
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 egyenes vezeték állandó áramot vezet. Ahogy egy próbapontot messzebb viszel a vezetéktől, úgy esik-e a mágneses térerősség, mint egy elektromos töltés tere?
Mérlegelendő jóslatok
- De — egyszerű 1/r² esés, mint a ponttöltésnél.
- A tér nem függ a vezetéktől mért távolságtól.
- Nem — az áramvezető vezeték tere másképp esik, mint a ponttöltésé, mert az áram kiterjedt (vonal-) forrás, nem pont.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Merőleges távolság d (m)
Amit mérsz:
- Térerősség |B_z| (µT)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a wire-field előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A vezeték rögzített 8 A-es áramot vezet egy 4.8 m-es szakaszon.
- Engedélyezd a térerősség-kijelzőt.
- Állítsd be a vezeték középpontjától mért merőleges távolságot minden mérésnél, és rögzítsd a térerősséget.
Vezéregyenlet
Véges áramvezető vezeték tere — B = μ₀I/(2πr)
A Biot–Savart-törvény egy véges egyenes vezeték mentén integrálva olyan mágneses teret ad, amely köröz a vezeték körül, és a merőleges távolságtól és a vezeték hosszától függ ugyanazon átmenő alakban, mint a véges töltésvonal tere.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Hasonlítsd össze e képlet alakját a line-charge kíséret elektromos tereképletével. Magyarázd meg, miért adnak a véges töltött rúd és a véges áramvezető vezeték ugyanolyan távolságfüggésű tereket — a vezeték közelében 1/d-hez, messze 1/d²-höz közelt.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Idealizált végtelen vezetékre a tér a klasszikus B = μ₀I/(2πd)-re egyszerűsödik — tiszta 1/d esés. Milyen távolsághoz képest a vezeték 4.8 m-es hosszához várnád, hogy e kísérlet végesvezeték-képlete jól közelítse azt a végtelenvezeték-megközelítést?
- Egy áramvezető vezeték mellé helyezett iránytűtű kitér, hogy a vezeték mágneses terével álljon irányba. Magyarázd meg a jobb kéz szabályával, miért köröz a tér a vezeték körül, ahelyett hogy sugárirányban kifelé mutatna, mint egy elektromos tenné.
- 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
- Üdv a Vezeték-mezőnél
- Válaszd ki a vezetéket
- Nyomd meg az Indítást
- B-mező egy vezeték körül
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Az áram által keltett mágneses mező