전자기학
솔레노이드 장
시험전하 두 개: 코일 안쪽은 F_B ≠ 0, 바깥쪽은 F_B = 0입니다. 각각을 선택해 비교하세요.
솔레노이드 장 — 인터랙티브 전자기학 시뮬레이션. 시험전하 두 개: 코일 안쪽은 F_B ≠ 0, 바깥쪽은 F_B = 0입니다. 각각을 선택해 비교하세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
솔레노이드 자기장
솔레노이드 내부 B ≈ μ₀(N/L)I — 축을 따라 균일한 화살표입니다.
솔레노이드 내부 B ≈ μ₀(N/L)I — 축을 따라 균일한 화살표입니다.
- B ≈ μ₀NI/L
- 내부는 균일
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
솔레노이드(단단하게 감긴 코일)는 여러 번 감아 전류를 전달합니다. 전류를 높이면 내부 전계 강도가 정비례하여 확장됩니까?
검토할 예측
- 각 턴의 기여도가 복합되기 때문에 필드는 현재보다 빠르게 성장합니다.
- 그렇습니다. 내부 자기장은 전류에 정비례합니다.
- 내부 필드는 전류에 의존하지 않습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 코일 전류 I (A)
측정하는 것:
- 인테리어 필드 B (mT)
실험 진행 방법
- solenoid-field 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 솔레노이드는 0.45m 길이에 걸쳐 400회 회전합니다.
- 내부 자기장 세기 표시를 활성화하세요.
- 각 시행마다 코일 전류를 설정하고 내부 전계 강도를 기록합니다.
지배방정식
솔레노이드 인테리어 분야 — B = μ₀(N/L)I
길고 촘촘하게 감긴 솔레노이드는 권선 밀도와 전류에 따라 설정된 거의 균일한 내부 자기장을 생성합니다. B = μ₀NI/L. 여기서 N은 총 권선 수이고 L은 솔레노이드의 길이입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45m를 사용하여 B = μ₀NI/L을 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
- 내부 필드가 턴과 길이에 별도로 의존하지 않고 단위 길이당 턴 수(N/L)에 의존하는 이유를 설명하십시오. 비례적으로 더 많은 턴을 갖는 더 긴 솔레노이드가 동일한 필드를 제공합니다.
실험 밖에서의 활용
- 전자석(고철 처리장 크레인에 있는 것과 같은)은 본질적으로 철심을 감은 솔레노이드이며, 철심의 높은 투자율로 인해 자기장을 수백에서 수천 배로 증폭시킬 수 있습니다. 같은 전류와 감은 수에서, 이런 단순한 공심 솔레노이드가 왜 훨씬 약한 자기장을 만드는지 설명하세요.
- 이상적인 솔레노이드 외부의 자기장은 외부로 확장되는 단일 와이어의 자기장과 달리 0에 가깝습니다. 많은 개별 회전 필드를 사용하여 코일 반대쪽의 필드가 외부에서 크게 상쇄되고 내부에서 강화되는 이유를 설명하십시오.
- 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
- 솔레노이드 장에 오신 것을 환영합니다
- 솔레노이드 선택
- 재생을 누르세요
- 솔레노이드 내부 자기장
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
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