Ratkaistut harjoitukset: Pyöreän spiraalin magneettikenttä

Yleisesti ottaen magneettikenttä määritellään virran kuljettaman johtimen ympärillä olevaksi tila-alueeksi sähköllä tai magneetin ympärillä, tässä tapauksessa elektronien sisällä suorittamien erityisten liikkeiden vuoksi atomeja.
Magneettinen induktiovektori voidaan laskea yhtälön avulla , kun se on pyöreä käännös.
Missä: B = vektoriinduktio sähkökenttä
μ = sähköinen permittiivisyysvakio
1) (Unicamp – SP) Homogeeninen johtime, jonka resistanssi on 8,0 Ω, on ympyrän muotoinen. Virta I = 4,0 A tulee suoran johdon kautta pisteeseen A ja lähtee pisteestä B toisen kohtisuoran suoran johdon kautta, kuten kuvassa. Suoran langan resistanssia voidaan pitää mitättömänä.
a) laske virtojen intensiteetti kahdessa ympäryskaaressa A: n ja B: n välillä.
b) laske magneettikentän voimakkuuden B arvo ympyrän keskipisteessä O.
Ratkaisu
a) Tehtävässä on annettu:
I = 4,0 A
R = 8,0 Ω
Seuraava kuva esittää kaavamaisesti ongelman:

Kun resistanssi on 8,0 Ω koko kehän poikki, päättelemme, että osassa, joka vastaa 1/4 kehästä, on vastus:

R₁ = 2,0 Ω
Ja toisella venytyksellä, joka vastaa 3/4 kehästä, on vastus
R₂ = 6,0 Ω
Koska potentiaaliero on yhtä suuri jokaiselle vastukselle, meillä on:
U₁ = U₂
R₁.i₁ = R₂.i₂
2.0.i₁ = 6.0.i₂
i₁ = 3.0.i₂
nykyinen minä saapuu langan kautta pisteeseen A ja jakautuu i: ksi₁ Hei₂, täten:
i = i₁ + i₂, sen tietäen I = 4,0 A onko tuo i₁= 3.0.i₂, Meidän täytyy:
4.0 = 3.0i₂ + i₂
4,0 = 4,0.i₂
i₂ = 1,0 A
Siksi,
i₁ = 3,0 A
b) sähkövirta i1 tulee ruudulle saapuvan kentän B1 keskustasta O a (Oikean käden sääntö).

Sähkövirta i2 lähtee ruudulta poistuen kentästä B2 (Oikean käden sääntö).

Voimme päätellä, että B1 = B2, joten tuloksena oleva kenttä on
Tulos = 0
2) Kaksi yhtäläistä kierrosta, kummankin säde on 2π cm, asetetaan yhteneväisillä keskipisteillä kohtisuoraan tasoon. Virtojen läpi kulkeminen i₁ = 4,0 A ja i₂ = 3,0 A, karakterisoi tuloksena olevaa magneettista induktiovektoria sen keskustassa O. (Otettu huomioon: μ₀ = 4μ. 10^-7 T.m/A).
Virran synnyttämä magneettikenttä i₁ = 4,0 A vuorostaan ​​1 on:

Virran i2 = 3,0 A synnyttämä kenttä vuorossa 2 on:

Koska spiraalit on järjestetty kohtisuoraan, tuloksena oleva kenttä on:

Kirjailija: Kléber Cavalcante
Valmistunut fysiikasta
Brasilian koulujoukkue

Sähkömagnetismi - Fysiikka - Brasilian koulu

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/exercicios-resolvidos-campo-magnetico-uma-espira-circular.htm