மின்னோட்டம் கொண்டு செல்லும் கம்பியின் காந்தப் புலம்

1 · கணிப்பு

ஒரு நேர் கம்பி நிலையான மின்னோட்டத்தை எடுத்துச் செல்கிறது. ஒரு சோதனை புள்ளியை கம்பியிலிருந்து வெகு தூரம் நகர்த்தும்போது, காந்தப் புல வலிமை ஒரு மின்சுமையின் புலம் வீழ்வது போலவே வீழ்கிறதா?

2 · அமைப்பு

  1. wire-field முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். கம்பி, 4.8 m பகுதி முழுவதும் 8 A நிலையான மின்னோட்டத்தை எடுத்துச் செல்கிறது.
  2. புல-வலிமை வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
  3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் கம்பியின் நடுப் புள்ளியிலிருந்து செங்குத்து தூரத்தை அமைத்து புல வலிமையைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

செங்குத்து தூரம் d (m)புல வலிமை |B_z| (µT)
0.50
1.00
2.00

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், 1/d (x-அச்சு) எதிராக |B_z| (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். 1/d² எதிராக வரைவதை விட இது அதிக நேரியலாகத் தெரிகிறதா?

4 · பகுப்பாய்வு

  1. ஒரு முயற்சிக்கு, μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m பயன்படுத்தி |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
  2. இந்த சூத்திரத்தின் வடிவத்தை கோடு-மின்சுமை சோதனையின் மின்புல சூத்திரத்துடன் ஒப்பிடுங்கள். ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மின்சுமை கம்பும் ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மின்னோட்டக் கம்பியும் ஏன் அதே வகை தூர சார்பைக் கொண்ட புலங்களை உருவாக்குகின்றன — கம்பிக்கு அருகில் 1/d-க்கு அருகிலும், வெகு தூரத்தில் 1/d²-க்கு அருகிலும்.

5 · நீட்டிப்பு

  1. ஒரு இலட்சியமாக்கப்பட்ட எல்லையற்ற கம்பிக்கு, புலம் செவ்வியல் B = μ₀I/(2πd) என சுருங்கும் — ஒரு சுத்தமான 1/d வீழ்ச்சி. இந்த சோதனையின் வரையறுக்கப்பட்ட-கம்பி சூத்திரம், அந்த எல்லையற்ற-கம்பி தோராயத்துடன் எந்த தூரத்தில் (இந்த கம்பியின் 4.8 m நீளத்துடன் ஒப்பிடும்போது) நெருங்கிய முறையில் பொருந்தும் என்று நீங்கள் எதிர்பார்ப்பீர்கள்?
  2. ஒரு திசைகாட்டி ஊசி, மின்னோட்டம் கொண்டு செல்லும் கம்பிக்கு அருகில் வைக்கப்பட்டால், கம்பியின் காந்தப் புலத்துடன் சீரமைய விலகுகிறது. வலது-கை விதியைப் பயன்படுத்தி, ஒரு மின்புலம் ஆரை வடிவமாக வெளிநோக்கி சுட்டிக்காட்டுவதைப் போலல்லாமல், புலம் கம்பியைச் சுற்றி ஏன் வளைகிறது என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

மின்னோட்டம் கொண்டு செல்லும் வரையறுக்கப்பட்ட கம்பியின் புலம்

பயோ–சவார்ட் விதி, ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட நேர் கம்பியில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டால், கம்பியைச் சுற்றி வளையும் ஒரு காந்தப் புலத்தைத் தருகிறது, இது ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மின்சுமைக் கோட்டைப் போல அதே இடைச்செருகும் வடிவம் வழியாக செங்குத்து தூரம் மற்றும் கம்பியின் நீளம் இரண்டையும் சார்ந்துள்ளது.

← சோதனைக்குத் திரும்பு

மின்காந்தவியல்

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்