Mágneses tér egy szolenoid belsejében

1 · Jóslás

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

• 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.

2 · Előkészítés

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.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a B térerősséget (y-tengely) az I árammal (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?

4 · Elemzés

1. 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.
2. 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.

5 · Kiterjesztés

1. 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.
2. 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.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap