Câmpul magnetic al unui fir parcurs de curent

1 · Prezice

Un fir drept poartă un curent stabil. Pe măsură ce muști un punct de test mai departe de fir, scade intensitatea câmpului magnetic la fel ca la câmpul unei sarcini electrice?

• Da — este o scădere simplă 1/r², la fel ca la o sarcină punct.
• Câmpul nu depinde de distanța față de fir.
• Nu — câmpul unui fir parcurs de curent scade diferit decât al unei sarcini punct, pentru că curentul este o sursă extinsă (linie), nu punct.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea wire-field și apasă Resetează. Firul poartă un curent fix de 8 A pe un segment de 4.8 m.
2. Activează citirea intensității câmpului.
3. Setează distanța perpendiculară față de mijlocul firului pentru fiecare încercare și înregistrează intensitatea câmpului.

3 · Colectează date

Plotează |B_z| (axa y) în funcție de 1/d (axa x) pentru cele trei încercări. Arată mai liniar decât plotarea în funcție de 1/d²?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) folosind μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Compară cu tabelul.
2. Compară forma acestei formule cu formula câmpului electric a experimentului line-charge. Explică de ce atât o bară finită încărcată, cât și un fir finit parcurs de curent produc câmpuri cu același tip de dependență de distanță — aproape de 1/d lângă fir, mai aproape de 1/d² departe.

5 · Extinde

1. Pentru un fir infinit idealizat, câmpul se simplifică la clasicul B = μ₀I/(2πd) — o scădere curată 1/d. La ce distanță comparată cu lungimea de 4.8 m a acestui fir te-ai aștepta ca formula firului finit al acestui experiment să corespundă îndeaproape acelei aproximări de fir infinit?
2. Un ac magnetic pus lângă un fir parcurs de curent se deviază pentru a se alinia cu câmpul magnetic al firului. Explică, folosind regula mâinii drepte, de ce câmpul înconjoară firul în loc să arate radial în exterior, cum ar face un câmp electric.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit