Elektromagnetizmus
Drôt s prúdom
Šípky B obiehajú okolo drôtu; zvyš prúd I a prečítaj B v mT.
Drôt s prúdom — interaktívna simulácia Elektromagnetizmus. Šípky B obiehajú okolo drôtu; zvyš prúd I a prečítaj B v mT. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Magnetické pole drôtu
Šípky B obiehajú okolo drôtu; zvyš prúd I a prečítaj B v mT.
Dlhý priamy drôt s prúdom I vytvára kruhové čiary poľa B okolo drôtu (Ampèrov zákon: B ∝ I/r). Pravidlo pravej ruky dáva smer: palec pozdĺž I, prsty sa krúžia s B. Symboly ⊗/⊙ označujú pole do/zo stránky. Zvyš I a prečítaj B v mT pri pevnej vzdialenosti — zdvojnásobenie I zdvojnásobí B.
- B ∝ I/r
- Pravidlo pravej ruky
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Priamy drôt nesie stály prúd. Ako presúvaš skúšobný bod ďalej od drôtu, klesá intenzita magnetického poľa tým istým spôsobom ako pole elektrického náboja?
Predikcie na zváženie
- Áno — je to jednoduché klesanie 1/r², rovnaké ako pri bodovom náboji.
- Pole nezávisí na vzdialenosti od drôtu.
- Nie — pole drôtu s prúdom klesá odlišne než pole bodového náboja, pretože prúd je rozložený (priamkový) zdroj, nie bodový.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Kolmá vzdialenosť d (m)
Čo meriaš:
- Intenzita poľa |B_z| (µT)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu pole drôtu a stlač Resetovať. Drôt nesie pevný prúd 8 A cez segment 4.8 m.
- Zapni odčítanie intenzity poľa.
- Nastav kolmú vzdialenosť od stredu drôtu pre každý pokus a zaznamenaj intenzitu poľa.
Riadiaca rovnica
Pole konečného drôtu s prúdom — B = μ₀I/(2πr)
Biotov–Savartov zákon integrovaný pozdĺž konečného priameho drôtu dáva magnetické pole, ktoré obieha drôt a závisí na kolmej vzdialenosti aj dĺžke drôtu cez ten istý interpolujúci tvar ako konečná priamka náboja.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) s μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Porovnaj s tabuľkou.
- Porovnaj tvar tohto vzorca so vzorcom elektrického poľa experimentu lineárny náboj. Vysvetli, prečo konečná nabitá tyč aj konečný drôt s prúdom produkujú polia s tým istým typom závislosti — blízko 1/d pri drôte, bližšie 1/d² zďaleka.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Pre idealizovaný nekonečný drôt sa pole zjednoduší na klasické B = μ₀I/(2πd) — čisté klesanie 1/d. Pri akej vzdialenosti v porovnaní s dĺžkou 4.8 m tohto drôtu by si očakával, že vzorec konečného drôtu sa tesne zhoduje s tou aproximáciou nekonečného drôtu?
- Ihla kompasu umiestnená blízko drôtu s prúdom sa vychýli, aby sa zoradila s magnetickým polom drôtu. Vysvetli pomocou pravidla pravej ruky, prečo pole obieha okolo drôtu namiesto smerovania radiálne von ako elektrické pole.
- 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
- Vitaj pri poli drôtu
- Vyber drôt
- Stlač Prehrať
- Pole B okolo drôtu
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →