Magnetfeltet inne i en solenoide

1 · Prediker

En solenoide (en tett viklet spole) bærer strøm gjennom sine mange vindinger. Hvis du øker strømmen, skalerer feltstyrken innvendig i direkte proporsjon?

• Feltet vokser raskere enn strømmen, siden hver vinrings bidrag komponeres.
• Ja — det innvendige feltet er direkte proporsjonalt med strømmen.
• Det innvendige feltet avhenger ikke av strømmen.

2 · Oppsett

1. Åpne solenoidfelt-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Solenoiden har 400 vindinger over en lengde på 0,45 m.
2. Aktiver innvendig feltstyrke-avlesningen.
3. Sett spolestømmen for hvert forsøk og registrer innvendig feltstyrke.

3 · Samle inn data

Plott feltstyrke B (y-akse) mot strøm I (x-akse) for dine tre forsøk. Er linjen rett gjennom origo?

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn B = μ₀NI/L med μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0,45 m. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar hvorfor det innvendige feltet avhenger av antall vindinger per lengdeenhet (N/L), ikke av vindingene og lengden separat — en lengre solenoide med proporsjonalt flere vindinger gir samme felt.

5 · Utvid

1. En elektromagnet (som på en skrotplass-kran) er i praksis en solenoide viklet rundt en jernkjerne, som kan multiplisere feltet med en faktor av hundrevis eller tusenvis (kjernens høye permeabilitet). Forklar hvorfor en enkel luftkjernesolenoide som denne produserer et mye svakere felt for samme strøm og vindinger.
2. Utenfor en ideell solenoide er det magnetiske feltet nær null, i motsetning til en enkelt lednings felt som strekker seg utover fra den. Forklar, med de mange individuelle vindingenes felt, hvorfor feltene fra motsatte sider av spolen i stor grad opphever hverandre utenfor, men forsterker hverandre innvendig.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark