Elektromagnētisms
Vads ar strāvu
B bultas cirkulē ap vadu; palielini strāvu I un nolasi B mT.
Vads ar strāvu — interaktīva Elektromagnētisms simulācija. B bultas cirkulē ap vadu; palielini strāvu I un nolasi B mT. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Vada magnētiskais lauks
B bultas cirkulē ap vadu; palielini strāvu I un nolasi B mT.
Garš taisns vads ar strāvu I rada aplokšņu B-lauka līnijas ap vadu (Ampera likums: B ∝ I/r). Labās rokas likums dod virzienu: īkšķis gar I, pirksti vijas ar B. ⊗/⊙ simboli atzīmē lauku uz iekšu/ārā no plaknes. Palielini I un nolasi B mT fiksētā attālumā — I dubultošana dubulto B.
- B ∝ I/r
- Labās rokas likums
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
Taisns vads nes pastāvīgu strāvu. Testa punktam attālinoties no vada, vai magnētiskā lauka stiprums dilst tāpat kā elektriskā lādiņa lauks?
Prognozes, ko svērt
- Jā — tas ir vienkāršs 1/r² kritums, tas pats kā punkta lādiņam.
- Lauks nav atkarīgs no attāluma no vada.
- Nē — strāvu vadoša vada lauks dilst atšķirīgi nekā punkta lādiņa, tā kā strāva ir izstiepts (līnijas) avots, nevis punkts.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Perpendikulārais attālums d (m)
Ko tu mēri:
- Lauka stiprums |B_z| (µT)
Kā izpēte norit
- Atver vada lauka eksperimentu un nospied Atiestatīt. Vads nes fiksētu strāvu 8 A pāri 4.8 m posmam.
- Ieslēdz lauka stipruma rādījumu.
- Iestati perpendikulāro attālumu no vada viduspunkta katram mēģinājumam un ieraksti lauka stiprumu.
Noteicošais vienādojums
Galīga strāvu vadoša vada lauks — B = μ₀I/(2πr)
Bio—Savara likums, integrēts gar galīgu taisnu vadu, dod magnētisko lauku, kas apvijas ap vadu un atkarīgs gan no perpendikulārā attāluma, gan vada garuma caur to pašu interpolējošo formu kā galīga lādiņa līnija.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) ar μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Salīdzini ar tabulu.
- Salīdzini šīs formulas formu ar līnijas lādiņa eksperimenta elektriskā lauka formulu. Izskaidro, kāpēc gan galīgs uzlādēts stienis, gan galīgs strāvu vadošs vads rada laukus ar to pašu attāluma atkarības veidu — tuvu 1/d pie vada, tuvāk 1/d² tālu.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Idealizētam bezgala vadam lauks vienkāršojas līdz klasiskajam B = μ₀I/(2πd) — tīrs 1/r kritums. Pie kāda attāluma, salīdzinot ar šī vada 4.8 m garumu, tu sagaidītu, ka šī eksperimenta galīgā vada formula cieši sakrīt ar bezgalīgā vada tuvinājumu?
- Kompasa adata, novietota pie strāvu vadoša vada, novirzās, lai izlīdzinātos ar vada magnētisko lauku. Izskaidro, izmantojot labās rokas likumu, kāpēc lauks apvijas ap vadu, nevis rāda radiāli uz āru kā elektriskais lauks.
- 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 vada lauka eksperimentā
- Atlasīts vadu
- Nospied „Atskaņot”
- B lauks ap vadu
- 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 →