విద్యుదయస్కాంతత్వం

సోలినాయిడ్ క్షేత్రం

రెండు పరీక్షా ఆవేశాలు: కాయిల్ లోపల F_B ≠ 0; వెలుపల F_B = 0. పోల్చడానికి ప్రతి ఒక్కటీ ఎంచుకోండి.

సోలినాయిడ్ క్షేత్రం — ఇంటరాక్టివ్ విద్యుదయస్కాంతత్వం సిమ్యులేషన్. రెండు పరీక్షా ఆవేశాలు: కాయిల్ లోపల F_B ≠ 0; వెలుపల F_B = 0. పోల్చడానికి ప్రతి ఒక్కటీ ఎంచుకోండి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.

సోలినాయిడ్ క్షేత్రం

సోలినాయిడ్ లోపల B ≈ μ₀(N/L)I — అక్షం వెంబడి ఏకరీతి బాణాలు.

పొడవు L పై N చుట్లు, ప్రవాహం I గల సోలినాయిడ్ కాయిల్ లోపల అక్షం వెంబడి దాదాపు ఏకరీతి B ≈ μ₀(N/L)I ఉత్పత్తి చేస్తుంది. క్షేత్ర రేఖలు లోపల గుండా వెళ్లి బయట తిరిగి వస్తాయి — అయస్కాంత కడ్డీలా. I లేదా చుట్ల సాంద్రత పెంచి, లోపలి B బాణాలు రీడింగ్‌లో పెరగడం చూడండి.

• B ≈ μ₀NI/L
• లోపల ఏకరీతి

దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ

ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి

ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.

ముఖ్య ప్రశ్న

సోలినాయిడ్ (బిగిగా చుట్టబడిన కాయిల్) తన అనేక మలుపుల గుండా ప్రవాహాన్ని మోసుకుంటుంది. మీరు ప్రవాహాన్ని పెంచినట్లయితే, అంతర్గత క్షేత్ర బలం నేరుగా అనుపాతంలో పెరుగుతుందా?

పరిగణించాల్సిన ఊహలు

• ప్రతి మలుపు సహకారం కూడగట్టుకునేలా క్షేత్రం ప్రవాహం కంటే వేగంగా పెరుగుతుంది.
• అవును — అంతర్గత క్షేత్రం ప్రవాహానికి నేరుగా అనుపాతంలో ఉంటుంది.
• అంతర్గత క్షేత్రం ప్రవాహంపై ఆధారపడదు.

చరరాశి పాత్రలు

మీరు సెట్ చేసేవి:

• కాయిల్ ప్రవాహం I (A)

మీరు కొలిచేవి:

• అంతర్గత క్షేత్రం B (mT)

పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది

1. solenoid-field ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. సోలినాయిడ్‌లో 0.45 m నిడివిపై 400 మలుపులు ఉన్నాయి.
2. అంతర్గత క్షేత్ర-బల రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి కాయిల్ ప్రవాహాన్ని సెట్ చేసి, అంతర్గత క్షేత్ర బలాన్ని నమోదు చేయండి.

పాలక సమీకరణం

సోలినాయిడ్ అంతర్గత క్షేత్రం — B = μ₀(N/L)I

పొడవైన, బిగిగా చుట్టబడిన సోలినాయిడ్ దాని మలుపుల సాంద్రత, ప్రవాహంతో నిర్ణయించబడే దాదాపు ఏకరీతి అంతర్గత అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది: B = μ₀NI/L, ఇక్కడ N మొత్తం మలుపుల సంఖ్య, L సోలినాయిడ్ నిడివి.

ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది

• ఒక ప్రయత్నానికి, μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m ఉపయోగించి B = μ₀NI/L లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
• అంతర్గత క్షేత్రం మలుపులు, నిడివి వేర్వేరుగా కాక యూనిట్ నిడివికి మలుపుల సంఖ్య (N/L) పైనే ఎందుకు ఆధారపడుతుందో వివరించండి — అనుపాతంలో ఎక్కువ మలుపులున్న పొడవైన సోలినాయిడ్ అదే క్షేత్రాన్ని ఇస్తుంది.

ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

• విద్యుదయస్కాంతం (స్క్రాప్-యార్డ్ క్రేన్‌లోనిది లాగా) అనేది సారాంశంలో ఇనుప కోర్ చుట్టూ చుట్టబడిన సోలినాయిడ్, ఇది క్షేత్రాన్ని వందల లేదా వేల రెట్లు గుణించగలదు (కోర్ యొక్క అధిక ప్రవేశ్యత). ఇలాంటి సాధారణ గాలి-కోర్ సోలినాయిడ్ అదే ప్రవాహం, మలుపులకు చాలా బలహీనమైన క్షేత్రాన్ని ఎందుకు ఉత్పత్తి చేస్తుందో వివరించండి.
• ఆదర్శ సోలినాయిడ్ బయట అయస్కాంత క్షేత్రం దాదాపు సున్నా, ఒంటరి వైర్ క్షేత్రం బయటకు వ్యాపించినట్లుగా ఉండదు. అనేక విడి మలుపుల క్షేత్రాలను ఉపయోగించి, కాయిల్ యొక్క ఎదురుగా ఉన్న వైపుల క్షేత్రాలు బయట ఎక్కువగా రద్దవుతాయో, లోపల బలపరుస్తాయో వివరించండి.

• 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

1. Solenoid Field కు స్వాగతం
2. సోలినాయిడ్ ఎంచుకోండి
3. ప్లే నొక్కండి
4. సోలినాయిడ్ లోపల క్షేత్రం
5. లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
6. మీరు సాధించారు!

దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.

ఇంటరాక్టివ్ ల్యాబ్ తెరవండి →

ప్రయోగ పత్రకం డౌన్‌లోడ్ →

ప్రవాహాల నుండి అయస్కాంత క్షేత్రాలు