Elektromagnetizmas
Laidas su srove
B rodyklės cirkuliuoja aplink laidą; kelk srovę I ir skaityk B mT.
Laidas su srove — interaktyvi Elektromagnetizmas simuliacija. B rodyklės cirkuliuoja aplink laidą; kelk srovę I ir skaityk B mT. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Laido magnetinis laukas
B rodyklės cirkuliuoja aplink laidą; kelk srovę I ir skaityk B mT.
Ilgas tiesus laidas, nešantis srovę I, sukuria apskritimines B lauko linijas aplink laidą (Ampero dėsnis: B ∝ I/r). Dešiniosios rankos taisyklė duoda kryptį: nykštys išilgai I, pirštai rieja su B. ⊗/⊙ simboliai žymi lauką į puslapį / iš puslapio. Kelk I ir skaityk B mT fiksuotame atstume — I padvigubinus, B padvigubėja.
- B ∝ I/r
- Dešiniosios rankos taisyklė
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Tiesus laidas neša pastovią srovę. Tempdamas bandomąjį tašką toliau nuo laido, ar magnetinio lauko stipris krenta taip pat, kaip elektrinio krūvio laukas?
Svarstytini spėjimai
- Taip — tai paprastas 1/r² kritimas, kaip taškinio krūvio.
- Laukas nepriklauso nuo atstumo nuo laido.
- Ne — laido su srove laukas krenta kitaip nei taškinio krūvio, nes srovė yra išplėstinis (linijinis) šaltinis, ne taškas.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Statmenasis atstumas d (m)
Ką tu matauji:
- Lauko stipris |B_z| (µT)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Laido su srove magnetinis laukas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Laidas neša fiksuotą 8 A srovę per 4.8 m segmentą.
- Įjunk lauko stiprio rodmuo.
- Nustatyk statmenąjį atstumą nuo laido vidurio kiekvienam bandymui ir užsirašyk lauko stiprį.
Valdančioji lygtis
Baigtinio laido su srove laukas — B = μ₀I/(2πr)
Bijo–Savaro dėsnis, integruotas išilgai baigtinio tiesaus laido, duoda magnetinį lauką, riejantį laidą ir priklausantį ir nuo statmenojo atstumo, ir nuo laido ilgio per tą pačią interpoliacinę formą kaip baigtinės linijos krūvis.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) naudodamas μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Palygink su lentele.
- Palygink šios formulės formą su „Baigtinio linijinio krūvio laukas“ eksperimento elektrinio lauko formule. Paaiškink, kodėl ir baigtinis įelektrintas strypas, ir baigtinis laidas su srove gamina laukus su tuo pačiu tipo atstumo priklausomybe — arti 1/d, toli arčiau 1/d².
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Idealizuotam begaliniam laidui laukas supaprastėja iki klasikinio B = μ₀I/(2πd) — švaraus 1/d kritimo. Kokiame atstume, lyginant su šio laido 4.8 m ilgiu, tikėtumeisi, kad šio eksperimento baigtinio laido formulė artimai atitiktų tą begalinio laido priartėjimą?
- Kompaso rodyklė, pastatyta šalia laido su srove, nukrypsta suderindamasi su laido magnetiniu lauku. Paaiškink, naudodamas dešiniosios rankos taisyklę, kodėl laukas rieja aplink laidą, o nerodo radialiai išorėn, kaip darytų elektrinis laukas.
- 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
- Sveiki atvykę prie laido lauko
- Pasirink laidą
- Spausk Leisti
- B laukas aplink laidą
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →