Magnetfältet inuti en solenoid

1 · Förutsäg

En solenoid (en tätt lindad spole) bär ström genom sina många varv. Om du ökar strömmen, skalas då fältstyrkan inuti i direkt proportion?

• Fältet växer snabbare än strömmen, eftersom varje varvs bidrag förstärks.
• Ja — fältet inuti är direkt proportionellt mot strömmen.
• Fältet inuti beror inte av strömmen.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Solenoidfält och tryck på Återställ. Solenoiden har 400 varv över en längd av 0.45 m.
2. Aktivera avläsningen av fältstyrkan inuti.
3. Ställ in spoleströmmen för varje försök och notera fältstyrkan inuti.

3 · Samla data

Rita fältstyrkan B (y-axeln) mot strömmen I (x-axeln) för dina tre försök. Är linjen rät och genom origo?

4 · Analysera

1. Beräkna för ett försök B = μ₀NI/L med μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Jämför med tabellen.
2. Förklara varför det inre fältet beror av antalet varv per längdenhet (N/L), inte av varv och längd var för sig — en längre solenoid med proportionerligt fler varv ger samma fält.

5 · Utvidga

1. En elektromagnet (som i en kran på ett skrotupplag) är i grunden en solenoid lindad kring en järnkärna, som kan multiplicera fältet med en faktor hundratals eller tusentals (kärnans höga permeabilitet). Förklara varför en enkel solenoid med luftkärna som denna ger ett mycket svagare fält vid samma ström och varvtal.
2. Utanför en ideal solenoid är det magnetiska fältet nära noll, till skillnad från en enskild tråds fält som sträcker sig utåt från den. Förklara, med de många enskilda varvens fält, varför fälten från spolens motsatta sidor till stor del tar ut varandra utanför men förstärks inuti.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik