Elektromanyetizma
Solenoid alanı
İki test yükü: bobinin içinde F_B ≠ 0; dışında F_B = 0. Karşılaştırmak için her birini seçin.
Solenoid alanı — etkileşimli Elektromanyetizma simülasyonu. İki test yükü: bobinin içinde F_B ≠ 0; dışında F_B = 0. Karşılaştırmak için her birini seçin. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Solenoid alanı
Solenoidin içinde B ≈ μ₀(N/L)I — eksen boyunca düzgün oklar.
L boyunca N sarım ve I akımı taşıyan bir selenoid, bobin içindeki eksen boyunca yaklaşık düzgün B ≈ μ₀(N/L)I üretir. Alan çizgileri iç mekândan geçer ve dışarıda geri döngü yapar — bir çubuk mıknatıs gibi. I’yı veya sarım yoğunluğunu artırın ve iç B oklarının okumada nasıl büyüdüğünü izleyin.
- B ≈ μ₀NI/L
- İçeride düzgün
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Yol gösterici soru
Bir solenoid (sıkıca sarılmış bir bobin), birçok dönüşü boyunca akımı taşır. Akımı arttırırsanız iç alan şiddeti doğru orantılı olarak mı ölçeklenir?
Tartılacak tahminler
- Her dönüşün katkısı arttığı için alan akıntıdan daha hızlı büyür.
- Evet — iç alan akımla doğru orantılıdır.
- İç alan akıma bağlı değildir.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Bobin akımı I (A)
Ölçtüğünüz şey:
- İç alan B (mT)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Solenoid alanı ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Solenoidin 0,45 m uzunluğunda 400 dönüşü vardır.
- İç alan gücü ölçümünü etkinleştirin.
- Her deneme için bobin akımını ayarlayın ve iç alan gücünü kaydedin.
Yöneten denklem
Solenoid İç Alanı — B = μ₀(N/L)I
Uzun, sıkı bir şekilde sarılmış bir solenoid, dönüş yoğunluğu ve akımı tarafından belirlenen neredeyse tekdüze bir iç manyetik alan üretir: B = μ₀NI/L, burada N, toplam dönüş sayısıdır ve L, solenoidin uzunluğudur.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, μ₀ = 4 π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m kullanarak B = μ₀NI/L'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- İç alanın neden ayrı ayrı dönüşlere ve uzunluğa değil, birim uzunluk başına dönüş sayısına (N/L) bağlı olduğunu açıklayın; orantılı olarak daha fazla dönüşe sahip daha uzun bir solenoid aynı alanı verir.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Bir elektromıknatıs (bir hurdalık vincinde olduğu gibi) esasen demir bir çekirdeğin etrafına sarılmış bir solenoiddir ve bu, alanı yüzlerce veya binlerce kat artırabilmektedir (çekirdeğin yüksek geçirgenliği). Bunun gibi düz hava çekirdekli bir solenoidin neden aynı akım ve dönüşler için çok daha zayıf bir alan ürettiğini açıklayın.
- İdeal bir solenoidin dışında, tek bir telin dışarıya doğru uzanan alanının aksine, manyetik alan sıfıra yakındır. Pek çok bireysel dönüş alanını kullanarak, bobinin karşıt taraflarından gelen alanların neden dışarıda büyük ölçüde iptal edildiğini, ancak içeride güçlendirildiğini açıklayın.
- 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
- Hoş geldiniz: solenoid alanı
- Seçin: solenoid
- Oynat'a basın
- Bir solenoidin içindeki alan
- Özellikler panelini açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.