Ćwiczenia rozwiązane: Pole magnetyczne spirali kołowej

Ogólnie rzecz biorąc, pole magnetyczne definiuje się jako dowolny obszar przestrzeni wokół przewodnika niesiony przez prąd elektryczne lub wokół magnesu, w tym przypadku ze względu na szczególne ruchy, jakie wykonują elektrony wewnątrz ich atomy.
Wektor indukcji magnetycznej można obliczyć za pomocą równania , gdy jest to zakręt okrężny.
gdzie: B = wektorowe indukcyjne pole elektryczne
μ = stała przenikalności elektrycznej
1) (Unicamp – SP) Przewód jednorodny o rezystancji 8,0 Ω ma kształt koła. Prąd I = 4,0 A dociera przez prosty przewód do punktu A i wychodzi przez punkt B przez inny prostopadły przewód prosty, jak pokazano na rysunku. Rezystancje przewodów prostych można uznać za pomijalne.
a) obliczyć natężenie prądów w dwóch łukach obwodu między A i B.
b) obliczyć wartość natężenia pola magnetycznego B w środku O koła.
Rozwiązanie
a) W zadaniu podano:
ja = 4,0A
R = 8,0 Ω
Poniższy rysunek przedstawia schematycznie opis problemu:


Przy 8,0 Ω, rezystancji na całym obwodzie, dochodzimy do wniosku, że odcinek odpowiadający 1/4 obwodu ma rezystancję:


r1 = 2,0 Ω
A drugi odcinek, odpowiadający 3/4 obwodu, ma opór
r2 = 6,0 Ω
Ponieważ różnica potencjałów jest równa dla każdego rezystora, mamy:
U1 = U2
r1.i1 = R2.i2
2.0.i1 = 6,0.i2
i1 = 3.0.i2
obecny i dociera przez nić do punktu A i dzieli się na i1 Hej2, zatem:
ja = ja1 + ja2, wiedząc to I = 4,0 A czy to i1= 3.0.i2, Musimy:
4.0 = 3.0i2 + ja2
4.0 = 4.0.i2
i2 = 1,0 A
W związku z tym,
i1 = 3,0A
b) prąd elektryczny i1 pochodzi ze środka O pola B1, wchodzącego na ekran (Reguła prawej ręki).

Prąd elektryczny i2 pochodzi ze środka O pola B2, opuszczając ekran (Reguła prawej ręki).

Możemy więc wywnioskować, że B1 = B2, więc pole wynikowe to
Wypadkowa = 0
2) Dwa równe zwoje, każdy o promieniu 2π cm, umieszczone są w zbieżnych środkach w prostopadłych płaszczyznach. Przebywanie przez prądy i1 = 4,0 A i i2 = 3,0 A, charakteryzują otrzymany wektor indukcji magnetycznej w jego środku O. (Podane: μ0 = 4μ. 10-7 T.m/A).
Pole magnetyczne generowane przez prąd i1 = 4,0 A z kolei 1 to:

Pole generowane przez prąd i2 = 3,0 A z kolei 2 to:

Ponieważ spirale są ułożone prostopadle, wynikowe pole to:

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Kléber Cavalcante
Ukończył fizykę
Brazylijska drużyna szkolna

Elektromagnetyzm - Fizyka - Brazylia Szkoła

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Wyglądać:

CAVALCANTE, Kleber G. „Rozwiązane ćwiczenia: pole magnetyczne spirali kołowej”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/exercicios-resolvidos-campo-magnetico-uma-espira-circular.htm. Dostęp 27 lipca 2021 r.

Bariera dźwięku. Ciekawostki dotyczące bariery dźwiękowej

bariera dźwięku w rzeczywistości jest to fizyczna bariera, która utrudnia obiektom osiągnięcie ba...

read more
Fale uderzeniowe. Zrozumienie, czym są fale uderzeniowe

Fale uderzeniowe. Zrozumienie, czym są fale uderzeniowe

Na powyższym rysunku widzimy powstawanie fal uderzeniowych. Fale te są falami mechanicznymi o wy...

read more

Ruch oscylacyjny. Definicja ruchu oscylacyjnego

Pytanie 1Pytanie 1 - Jeśli chodzi o ruch oscylacyjny, sprawdź, co jest fałszywe:a) Czas wymagany ...

read more