Elektromanyetizma
Akım taşıyan tel
B okları telin etrafında döner; akım I'yı artırın ve B'yi mT cinsinden okuyun.
Akım taşıyan tel — etkileşimli Elektromanyetizma simülasyonu. B okları telin etrafında döner; akım I'yı artırın ve B'yi mT cinsinden okuyun. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Telin manyetik alanı
B okları tel etrafında dolaşır; akım I'yı yükseltin ve B'yi mT cinsinden okuyun.
B okları tel etrafında dolaşır; akım I'yı yükseltin ve B'yi mT cinsinden okuyun.
- B ∝ I/r
- Sağ el kuralı
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.
Sürüş sorusu
Düz bir tel sabit bir akım taşır. Bir test noktasını telden uzaklaştırdığınızda, manyetik alan kuvveti, elektrik yükünün alanıyla aynı şekilde mi düşüyor?
Tartılacak tahminler
- Evet — bu, nokta yüküyle aynı olan basit bir 1/r² düşüşüdür.
- Alan tele olan mesafeye bağlı değildir.
- Hayır - akım bir nokta değil, uzatılmış bir (hat) kaynak olduğundan, akım taşıyan bir telin alanı, bir nokta yükünden farklı şekilde düşer.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Dikey mesafe d (m)
Ölçtüğünüz şey:
- Alan gücü |B_z| (µT)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Kablolu alan ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Tel, 4,8 m'lik bir segment üzerinde 8 A'lık sabit bir akım taşır.
- Alan gücü okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için telin orta noktasına dik mesafeyi ayarlayın ve alan gücünü kaydedin.
Yönetim denklemi
Sonlu Akım Taşıyan Telin Alanı — B = μ₀I/(2πr)
Sonlu bir düz tel boyunca entegre edilen Biot-Savart yasası, teli çevreleyen ve sonlu bir yük çizgisiyle aynı enterpolasyon şekli boyunca hem dik mesafeye hem de telin uzunluğuna bağlı olan bir manyetik alan verir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için |B|'yi hesaplayın. = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) kullanarak μ₀ = 4 π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Tabloyla karşılaştırın.
- Bu formülün şeklini hat yükü deneyinin elektrik alanı formülüyle karşılaştırın. Hem sonlu yüklü bir çubuğun hem de sonlu akım taşıyan bir telin neden aynı türden mesafe bağımlılığına sahip alanlar ürettiğini açıklayın - telin yakınında 1/d'ye yakın, uzakta 1/d²'ye yakın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- İdealleştirilmiş bir sonsuz tel için alan, temiz bir 1 /d düşüşü olan klasik B = μ₀I/(2πd)'ye göre basitleştirilir. Bu telin 4.8 m uzunluğuyla karşılaştırıldığında hangi mesafede bu deneyin sonlu tel formülünün bu sonsuz tel yaklaşımıyla yakından eşleşmesini beklersiniz?
- Akım taşıyan bir telin yakınına yerleştirilen pusula iğnesi, telin manyetik alanıyla aynı hizada olacak şekilde sapar. Sağ el kuralını kullanarak alanın neden bir elektrik alanında olduğu gibi radyal olarak dışarı doğru yönelmek yerine telin etrafında daire çizdiğini 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: tel alanı
- Seçin: tel
- Oynat'a basın
- Bir tel etrafında B alanı
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.