Akım Taşıyan Telin Manyetik Alanı

1 · Tahmin Et

Düz bir tel sabit bir akım taşır. Bir test noktasını telden uzaklaştırdığınızda, manyetik alan kuvveti, elektrik yükünün alanıyla aynı şekilde mi düşüyor?

• 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.

2 · Kurulum

1. Kablolu alan ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Tel, 4,8 m'lik bir segment üzerinde 8 A'lık sabit bir akım taşır.
2. Alan gücü okumasını etkinleştirin.
3. Her deneme için telin orta noktasına dik mesafeyi ayarlayın ve alan gücünü kaydedin.

3 · Veri Toplayın

Konu |B_z| Üç denemeniz için (y ekseni) 1/d'ye (x ekseni) karşı. 1/d²'ye göre çizim yapmaktan daha mı doğrusal görünüyor?

4 · Analiz et

1. 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.
2. 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.

5 · Uzat

1. 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?
2. 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.

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

← Deneye geri dön