Elektromagnētisms
Solenoīda lauks
Divi testa lādiņi: spolei iekšpusē F_B ≠ 0; ārpusē F_B = 0. Atlasīts katru, lai salīdzinātu.
Solenoīda lauks — interaktīva Elektromagnētisms simulācija. Divi testa lādiņi: spolei iekšpusē F_B ≠ 0; ārpusē F_B = 0. Atlasīts katru, lai salīdzinātu. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Solenoīda lauks
Solenoīda iekšpusē B ≈ μ₀(N/L)I — viendabīgas bultas gar asi.
Solenoīds ar N vijumiem gar garumu L un strāvu I rada aptuveni viendabīgu B ≈ μ₀(N/L)I gar savu asi spoļa iekšpusē. Lauka līnijas iet cauri iekšienei un atgriežas ārpusē — kā stieņa magnēts. Palielini I vai vijumu blīvumu un vēro iekšējās B bultas augam rādījumā.
- B ≈ μ₀NI/L
- Viendabīgs iekšpusē
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Solenoīds (cieši satīta spole) nes strāvu cauri saviem daudzajiem vijumiem. Ja tu palielini strāvu, vai iekšējais lauka stiprums skalējas tiešā proporcijā?
Prognozes, ko svērt
- Lauks aug ātrāk nekā strāva, tā kā katra vijuma devums savairojas.
- Jā — iekšējais lauks ir tieši proporcionāls strāvai.
- Iekšējais lauks nav atkarīgs no strāvas.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Spoles strāva I (A)
Ko tu mēri:
- Iekšējais lauks B (mT)
Kā izpēte norit
- Atver solenoīda lauka eksperimentu un nospied Atiestatīt. Solenoīdam ir 400 vijumi pāri 0.45 m garumam.
- Ieslēdz iekšējā lauka stipruma rādījumu.
- Iestati spoles strāvu katram mēģinājumam un ieraksti iekšējā lauka stiprumu.
Noteicošais vienādojums
Solenoīda iekšējais lauks — B = μ₀(N/L)I
Garš, cieši satīts solenoīds rada gandrīz viendabīgu iekšējo magnētisko lauku, ko nosaka vijumu blīvums un strāva: B = μ₀NI/L, kur N ir kopējais vijumu skaits un L ir solenoīda garums.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini B = μ₀NI/L ar μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Salīdzini ar tabulu.
- Izskaidro, kāpēc iekšējais lauks atkarīgs no vijumu skaita uz garuma vienību (N/L), nevis no vijumiem un garuma atsevišķi — garākam solenoīdam ar proporcionāli vairāk vijumu dod to pašu lauku.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Elektromagnēts (kā brākās celtņa) būtībā ir solenoīds, apvīts ap dzelzs serdi, kas var reizināt lauku ar simtiem vai tūkstošiem reizinātāju (serža augstā caurlaidība). Izskaidro, kāpēc parasta gaisa serža solenoīds kā šis rada daudz vājāku lauku tai pašai strāvai un vijumu skaitam.
- Ārpus ideāla solenoīda magnētiskais lauks ir tuvu nullei, atšķirībā no viena vada lauka, kas izstiepjas no tā. Izskaidro, izmantojot daudzo atsevišķo vijumu laukus, kāpēc lauki no pretējām spoles pusēm lielā mērā anulējas ārpusē, bet pastiprinās iekšpusē.
- 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
- Sveicināts solenoīda lauka eksperimentā
- Atlasīts solenoīdu
- Nospied „Atskaņot”
- Lauks solenoīda iekšpusē
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →