Løste øvelser: Magnetfelt i en cirkulær spiral

Generelt er et magnetfelt defineret som ethvert område i rummet omkring en leder båret af en strøm elektrisk eller omkring en magnet, i dette tilfælde på grund af de særlige bevægelser, som elektronerne udfører inde i deres atomer.
Den magnetiske induktionsvektor kan beregnes ved ligningen , når det er et cirkulært sving.
Hvor: B = vektorinduktion elektrisk felt
μ = elektrisk permittivitetskonstant
1) (Unicamp – SP) En homogen leder med modstand 8,0 Ω har form som en cirkel. En strøm I = 4,0 A ankommer gennem en lige ledning ved punkt A og går gennem punkt B gennem en anden vinkelret lige ledning, som vist på figuren. Lige ledningsmodstande kan betragtes som ubetydelige.
a) beregn intensiteten af ​​strømmene i de to omkredsbuer mellem A og B.
b) beregn værdien af ​​magnetfeltstyrken B i centrum O af cirklen.
Løsning
a) Er angivet i opgaven:
I = 4,0A
R = 8,0 Ω
Følgende figur repræsenterer skematisk problemformuleringen:


Med 8,0 Ω, modstanden over hele omkredsen, konkluderer vi, at sektionen svarende til 1/4 af omkredsen har modstand:


R1 = 2,0 Ω
Og den anden strækning, svarende til 3/4 af omkredsen, har modstand
R2 = 6,0 Ω
Da potentialforskellen er ens for hver modstand, har vi:
U1 = U2
R1.jeg1 = R2.jeg2
2.0.i1 = 6.0.i2
jeg1 = 3.0.i2
den nuværende jeg kommer med tråden til punkt A og deler sig i i1 Hej2, dermed:
i = i1 + i2, ved det I = 4,0 A er det jeg1= 3.0.i2, Vi skal:
4,0 = 3,0i2 + i2
4,0 = 4,0.i2
jeg2 = 1,0 A
Derfor,
jeg1 = 3,0A
b) den elektriske strøm i1 stammer fra midten O et felt B1, der kommer ind i skærmen (Højrehåndsregel).

Den elektriske strøm i2 stammer fra midten O et felt B2 og forlader skærmen (Højrehåndsregel).

Vi kan da konkludere, at B1 = B2, så det resulterende felt er
Resultat = 0
2) To lige store drejninger, hver med en radius på 2π cm, placeres med sammenfaldende centre i vinkelrette planer. At blive gennemløbet af strømme i1 = 4,0 A og i2 = 3,0 A, karakteriser den resulterende magnetiske induktionsvektor ved dens centrum O. (Givet: μ0 = 4μ. 10-7 T.m/A).
Det magnetiske felt genereret af strømmen i1 = 4,0 A i tur 1 er:

Feltet genereret af strømmen i2 = 3,0 A i tur 2 er:

Da spiralerne er arrangeret vinkelret, er det resulterende felt:

Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen ;)

Af Kléber Cavalcante
Uddannet i fysik
Brasiliens skolehold

Elektromagnetisme - Fysik - Brasilien skole

Vil du referere til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:

CAVALCANTE, Kleber G. "Løste øvelser: Magnetfelt af en cirkulær spiral"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/exercicios-resolvidos-campo-magnetico-uma-espira-circular.htm. Tilgået den 27. juli 2021.

Hvordan fungerer et atomkraftværk?

Hvordan fungerer et atomkraftværk?

DET Atomkraftværk det er et industrielt anlæg, hvis formål er at producere elektrisk energi fra n...

read more

Kernefysik. De grundlæggende objekter studeret af kernefysik

Vi kan sige, at atomets idé var baseret på følgende princip: hvis vi bryder et objekt i små mind...

read more

Fra antimateriale til den nuværende model af atomet

Åbenbaringen af ​​antimateriale kom til at understøtte begreberne i moderne fysik, da dens teori ...

read more