Riešené úlohy: Magnetické pole kruhovej špirály

Všeobecne povedané, magnetické pole je definované ako akákoľvek oblasť priestoru okolo vodiča prenášaného prúdom elektrický alebo okolo magnetu, v tomto prípade kvôli konkrétnym pohybom, ktoré elektróny vykonávajú vo svojom vnútri atómov.
Vektor magnetickej indukcie možno vypočítať pomocou rovnice , keď ide o kruhovú zákrutu.
Kde: B = vektorové indukčné elektrické pole
μ = elektrická konštanta permitivity
1) (Unicamp – SP) Homogénny vodič s odporom 8,0 Ω má tvar kruhu. Prúd I = 4,0 A prichádza cez priamy drôt v bode A a odchádza cez bod B cez ďalší kolmý priamy drôt, ako je znázornené na obrázku. Odpory priamych drôtov možno považovať za zanedbateľné.
a) vypočítajte intenzitu prúdov v dvoch oblúkoch po obvode medzi A a B.
b) vypočítajte hodnotu intenzity magnetického poľa B v strede O kruhu.
Riešenie
a) Sú uvedené v úlohe:
I = 4,0 A
R = 8,0 Ω
Nasledujúci obrázok schematicky znázorňuje problém:

S odporom 8,0 Ω po celom obvode sme dospeli k záveru, že časť zodpovedajúca 1/4 obvodu má odpor:

R₁ = 2,0 Ω
A druhý úsek, zodpovedajúci 3/4 obvodu, má odpor
R₂ = 6,0 Ω
Keďže potenciálny rozdiel je rovnaký pre každý odpor, máme:
U₁ = U₂
R₁.i₁ = R₂.i₂
2.0.i₁ = 6,0.i₂
i₁ = 3,0.i₂
prúdu ja dorazí vláknom do bodu A a rozdelí sa na i₁ Ahoj₂, teda:
i = i₁ + i₂, vediac, že I = 4,0 A je to? i₁= 3,0.i₂, Musíme:
4,0 = 3,0i₂ + i₂
4,0 = 4,0.i₂
i₂ = 1,0 A
preto
i₁ = 3,0 A
b) elektrický prúd i1 vzniká v strede O poľa B1 vstupujúceho na obrazovku (Pravidlo pravej ruky).

Elektrický prúd i2 vzniká v strede O poľa B2 a opúšťa obrazovku (Pravidlo pravej ruky).

Môžeme teda usúdiť, že B1 = B2, takže výsledné pole je
Výsledok = 0
2) Dva rovnaké závity, každý s polomerom 2π cm, sú umiestnené so zhodnými stredmi v kolmých rovinách. Prechádzajú sa prúdmi i₁ = 4,0 A a i₂ = 3,0 A, charakterizujte výsledný vektor magnetickej indukcie v jeho strede O. (Uvedené: μ₀ = 4μ. 10^-7 T.m/A).
Magnetické pole generované prúdom i₁ = 4,0 A v 1. kole je:

Pole generované prúdom i2 = 3,0 A v 2. rade je:

Keďže špirály sú usporiadané kolmo, výsledné pole je:

Neprestávaj teraz... Po reklame viac ;)

Autor: Kléber Cavalcante
Vyštudoval fyziku
Brazílsky školský tím

Elektromagnetizmus - fyzika - Brazílska škola

Chceli by ste odkázať na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:

CAVALCANTE, Kleber G. "Riešené cvičenia: Magnetické pole kruhovej špirály"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/exercicios-resolvidos-campo-magnetico-uma-espira-circular.htm. Prístupné 27. júla 2021.