Elektromagnetizem
Žica, po kateri teče tok
Puščice B krožijo okoli žice; dvigni tok I in odčitaj B v mT.
Žica, po kateri teče tok — interaktivna simulacija Elektromagnetizem. Puščice B krožijo okoli žice; dvigni tok I in odčitaj B v mT. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Magnetno polje žice
Puščice B krožijo okoli žice; dvigni tok I in odčitaj B v mT.
Dolga ravna žica, po kateri teče tok I, ustvari krožne silovnice polja B okoli žice (Ampèrov zakon: B ∝ I/r). Pravilo desne roke da smer: palec po I, prsti se zvijejo z B. Simbola ⊗/⊙ označujeta polje v ravnino/iz ravnine. Dvigni I in odčitaj B v mT na fiksni razdalji — podvojitev I podvoji B.
- B ∝ I/r
- Pravilo desne roke
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Ravna žica nosi stalen tok. Ko premikaš preizkusno točko dlje od žice, ali jakost magnetnega polja pojema tako, kot polje električnega naboja?
Predvidevanja za pretehtanje
- Da — preprosto pojemanje 1/r², enako kot pri točkovnem naboju.
- Polje ni odvisno od razdalje od žice.
- Ne — polje žice s tokom pojema drugače kot polje točkovnega naboja, ker je tok razširjen (črtni) vir, ne točka.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Pravokotna razdalja d (m)
Kaj izmeriš:
- Jakost polja |B_z| (µT)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev wire-field in pritisni Ponastavi. Žica nosi fiksen tok 8 A po odseku 4,8 m.
- Omogoči odčitek jakosti polja.
- Nastavi pravokotno razdaljo od središča žice za vsak poskus in zabeleži jakost polja.
Vodilna enačba
Polje končne žice s tokom — B = μ₀I/(2πr)
Biot–Savartov zakon, integriran vzdolž končne ravne žice, da magnetno polje, ki kroži okoli žice in je odvisno od pravokotne razdalje in dolžine žice skozi isto interpolacijsko obliko kot končna črta naboja.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) z μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Primerjaj s tabelo.
- Primerjaj obliko te formule s formulo električnega polja poskusa line-charge. Razloži, zakaj končna nabita palica in končna žica s tokom proizvajata polji z isto vrsto odvisnosti od razdalje — blizu 1/d pri žici, bližje 1/d² daleč stran.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Za idealizirano neskončno žico se polje poenostavi v klasiko B = μ₀I/(2πd) — čisto pojemanje 1/d. Pri kateri razdalji glede na dolžino žice 4,8 m bi pričakoval, da formula končne žice tega poskusa dobro ustreza tej približku neskončne žice?
- Igla kompasa, postavljena blizu žice s tokom, se odkloni, da se poravna z magnetnim poljem žice. S pravilom desne roke razloži, zakaj polje kroži okoli žice namesto da bi kazalo radialno navzven, kot bi električno polje.
- 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
- Dobrodošli pri polju žice
- Izberi žico
- Pritisni Predvajaj
- Polje B okoli žice
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →