విద్యుదయస్కాంతత్వం

విద్యుత్ ప్రవాహ వైర్

B బాణాలు వైర్ చుట్టూ ప్రసరిస్తాయి; ప్రవాహం I పెంచి B ను mT లో చదవండి.

విద్యుత్ ప్రవాహ వైర్ — ఇంటరాక్టివ్ విద్యుదయస్కాంతత్వం సిమ్యులేషన్. B బాణాలు వైర్ చుట్టూ ప్రసరిస్తాయి; ప్రవాహం I పెంచి B ను mT లో చదవండి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.

వైర్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం

B బాణాలు వైర్ చుట్టూ ప్రసరిస్తాయి; ప్రవాహం I పెంచి, B ను mT లో చదవండి.

ప్రవాహం I గల సుదీర్ఘ సరళ వైర్ చుట్టూ వృత్తాకార B-క్షేత్ర రేఖలు ఉత్పత్తి అవుతాయి (ఆంపియర్ నియమం: B ∝ I/r). కుడి-చేతి నియమం దిశను ఇస్తుంది: బొటనవేలు I వైపు, వేళ్లు B తో వంగుతాయి. ⊗/⊙ గుర్తులు క్షేత్రం పేజీ లోపలికి/బయటకు ఉన్నాయని సూచిస్తాయి. I పెంచి, నిర్ణీత దూరంలో B ను mT లో చదవండి — I రెట్టింపు అంటే B రెట్టింపు.

• B ∝ I/r
• కుడి-చేతి నియమం

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

ఒక సరళ వైర్ స్థిర ప్రవాహాన్ని మోసుకుంటుంది. మీరు పరీక్షా బిందువును వైర్ నుండి దూరంగా తరలిస్తే, అయస్కాంత క్షేత్ర బలం విద్యుత్ ఆవేశపు క్షేత్రం తగ్గిన అదే విధంగా తగ్గుతుందా?

పరిగణించాల్సిన ఊహలు

• అవును — ఇది బిందు ఆవేశం వలె సరళమైన 1/r² తగ్గుదల.
• క్షేత్రం వైర్ నుండి దూరంపై ఆధారపడదు.
• లేదు — ప్రవాహ వైర్ క్షేత్రం బిందు ఆవేశపు దాని కంటే భిన్నంగా తగ్గుతుంది, ఎందుకంటే ప్రవాహం విస్తరించిన (రేఖ) మూలం, బిందువు కాదు.

చరరాశి పాత్రలు

మీరు సెట్ చేసేవి:

• లంబ దూరం d (m)

మీరు కొలిచేవి:

• క్షేత్ర బలం |B_z| (µT)

పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది

1. wire-field ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. వైర్ 4.8 m భాగంలో స్థిరంగా 8 A ప్రవాహాన్ని మోసుకుంటుంది.
2. క్షేత్ర-బల రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి వైర్ మధ్య బిందువు నుండి లంబ దూరాన్ని సెట్ చేసి, క్షేత్ర బలాన్ని నమోదు చేయండి.

పాలక సమీకరణం

పరిమిత ప్రవాహ వైర్ క్షేత్రం — B = μ₀I/(2πr)

బయో–సావర్ట్ నియమం, పరిమిత సరళ వైర్ వెంబడి సమాకలించినప్పుడు, వైర్ చుట్టూ వృత్తాకారంగా తిరిగే, లంబ దూరం, వైర్ నిడివి రెండింటిపైనే ఆధారపడే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఇస్తుంది — పరిమిత ఆవేశ రేఖ వలె అదే మధ్యంతర ఆకారంతో.

ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది

• ఒక ప్రయత్నానికి, μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m ఉపయోగించి |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
• ఈ సూత్రపు ఆకారాన్ని line-charge ప్రయోగపు విద్యుత్-క్షేత్ర సూత్రంతో పోల్చండి. పరిమిత ఆవేశిత కడ్డీ, పరిమిత ప్రవాహ వైర్ రెండూ ఎందుకు ఒకే రకమైన దూర ఆధారత గల క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయో వివరించండి — వైర్ దగ్గర 1/d కు దగ్గరగా, దూరంలో 1/d² కు దగ్గరగా.

ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

• ఆదర్శీకృత అనంత వైర్ కోసం, క్షేత్రం క్లాసిక్ B = μ₀I/(2πd) కు సరళీకృతమవుతుంది — శుద్ధమైన 1/d తగ్గుదల. ఈ వైర్ 4.8 m నిడివితో పోలిస్తే ఏ దూరం వద్ద ఈ ప్రయోగపు పరిమిత-వైర్ సూత్రం ఆ అనంత-వైర్ ఉపరేఖకు దగ్గరగా సరిపోతుందని మీరు ఊహిస్తారు?
• ప్రవాహ వైర్ దగ్గర ఉంచిన దిక్సూచి సూది వైర్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రంతో సరిపోయేలా వంగుతుంది. కుడి-చేతి నియమాన్ని ఉపయోగించి, విద్యుత్ క్షేత్రం లాగా రేడియల్‌గా బయటకు చూపకుండా క్షేత్రం వైర్ చుట్టూ ఎందుకు వృత్తాకారంగా తిరుగుతుందో 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. Wire Field కు స్వాగతం
2. వైర్ ఎంచుకోండి
3. ప్లే నొక్కండి
4. వైర్ చుట్టూ B 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