Lösta övningar: Magnetfält i en cirkulär spiral

Generellt sett definieras ett magnetfält som varje område i rymden runt en ledare som bärs av en ström elektriska eller runt en magnet, i detta fall på grund av de speciella rörelser som elektronerna utför inuti sin atomer.
Den magnetiska induktionsvektorn kan beräknas med ekvationen , när det är en cirkulär sväng.
Där: B = elektriskt vektorinduktionsfält
μ = elektrisk permittivitetskonstant
1) (Unicamp – SP) En homogen ledare med resistans 8,0 Ω har formen av en cirkel. En ström I = 4,0 A kommer genom en rak tråd vid punkt A och går genom punkt B genom en annan vinkelrät rak tråd, som visas i figuren. Raka trådresistanser kan anses vara försumbara.
a) beräkna intensiteten av strömmarna i de två omkretsbågarna mellan A och B.
b) beräkna värdet på magnetfältets styrka B i cirkelns centrum O.
Lösning
a) Anges i problemet:
I = 4,0A
R = 8,0 Ω
Följande figur representerar schematiskt problemformuleringen:


Med 8,0 Ω, resistansen över hela omkretsen, drar vi slutsatsen att sektionen som motsvarar 1/4 av omkretsen har resistans:


R1 = 2,0 Ω
Och den andra sträckan, motsvarande 3/4 av omkretsen har motstånd
R2 = 6,0 Ω
Eftersom potentialskillnaden är lika för varje motstånd har vi:
U1 = U2
R1.i1 = R2.i2
2.0.i1 = 6.0.i2
i1 = 3.0.i2
nuvarande jag kommer med tråden till punkt A och delar sig i i1 Hallå2, Således:
i = i1 + i2, veta att I = 4,0 A är det i1= 3.0.i2, Vi måste:
4,0 = 3,0i2 + i2
4.0 = 4.0.i2
i2 = 1,0 A
Därför,
i1 = 3,0A
b) den elektriska strömmen i1 har sitt ursprung i mitten O ett fält B1 och kommer in på skärmen (Högerhandsregel).

Den elektriska strömmen i2 har sitt ursprung i mitten O ett fält B2 och lämnar skärmen (Högerhandsregel).

Vi kan då dra slutsatsen att B1 = B2, så det resulterande fältet är
Resultat = 0
2) Två lika stora varv, vardera med en radie på 2π cm, placeras med sammanfallande centrum i vinkelräta plan. Genomföras av strömmar i1 = 4,0 A och i2 = 3,0 A, karakterisera den resulterande magnetiska induktionsvektorn vid dess centrum O. (Givt: μ0 = 4μ. 10-7 T.m/A).
Det magnetiska fältet som genereras av strömmen i1 = 4,0 A i tur 1 är:

Fältet som genereras av ström i2 = 3,0 A i tur 2 är:

Eftersom spiralerna är anordnade vinkelrätt, är det resulterande fältet:

Sluta inte nu... Det kommer mer efter reklam ;)

Av Kléber Cavalcante
Tog examen i fysik
Brasilien skollag

Elektromagnetism - Fysik - Brasilien skola

Vill du referera till den här texten i ett skol- eller akademiskt arbete? Se:

CAVALCANTE, Kleber G. "Lösta övningar: magnetfält i en cirkulär spiral"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/exercicios-resolvidos-campo-magnetico-uma-espira-circular.htm. Åtkom den 27 juli 2021.

Newtons första lag: koncept, exempel och övningar

Newtons första lag: koncept, exempel och övningar

Newtons första lag säger att: "ett föremål kommer att förbli i vila eller i enhetlig rörelse i en...

read more
Newtons andra lag: formel, exempel och övningar

Newtons andra lag: formel, exempel och övningar

Newtons andra lag fastställer att accelerationen som förvärvats av en kropp är direkt proportione...

read more
Mekanisk kraft och kapacitet

Mekanisk kraft och kapacitet

Kraft är ett mått på hur snabbt en uppgift utförs eller hur många uppgifter som utförs under en g...

read more