แบบฝึกหัดที่แก้ไขแล้ว: สนามแม่เหล็กของเกลียววงกลม

โดยทั่วไป สนามแม่เหล็กหมายถึงพื้นที่ใดๆ รอบๆ ตัวนำที่นำพาโดยกระแส ไฟฟ้าหรือรอบๆ แม่เหล็ก ในกรณีนี้เนื่องจากการเคลื่อนไหวเฉพาะที่อิเล็กตรอนทำอยู่ภายใน อะตอม
เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กสามารถคำนวณได้โดยสมการ เมื่อมันหมุนเป็นวงกลม
โดยที่: B = สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำเวกเตอร์
μ = ค่าคงตัวของค่าคงตัวทางไฟฟ้า
1) (Unicamp – SP) ตัวนำที่เป็นเนื้อเดียวกันที่มีความต้านทาน 8.0 Ω มีรูปร่างเป็นวงกลม กระแส I = 4.0 A มาถึงทางเส้นลวดตรงที่จุด A และออกจากจุด B ผ่านเส้นลวดตั้งฉากอีกเส้นตั้งฉาก ดังแสดงในรูป ความต้านทานของลวดตรงนั้นถือว่าเล็กน้อย
ก) คำนวณความเข้มของกระแสน้ำในสองส่วนโค้งของเส้นรอบวงระหว่าง A และ B
b) คำนวณค่าความแรงของสนามแม่เหล็ก B ที่จุดศูนย์กลาง O ของวงกลม
สารละลาย
ก) มีให้ในปัญหา:
ผม = 4.0A
R = 8.0 Ω
รูปต่อไปนี้แสดงถึงคำสั่งปัญหา:


ด้วย 8.0 Ω ความต้านทานทั่วทั้งเส้นรอบวง เราสรุปได้ว่าส่วนที่ตรงกับ 1/4 ของเส้นรอบวงมีความต้านทาน:
NS1 = 2,0 Ω
และอีกเส้นหนึ่งซึ่งเท่ากับ 3/4 ของเส้นรอบวงมีความต้านทาน
NS2 = 6,0 Ω
เนื่องจากความต่างศักย์เท่ากันสำหรับตัวต้านทานแต่ละตัว เราจึงมี:
ยู1 = คุณ2
NS1.ผม1 = ร2

.ผม2
2.0.i1 = 6.0.i2
ผม1 = 3.0.i2
ปัจจุบัน ผม มาถึงเธรดที่จุด A และแบ่งออกเป็น i1 เฮ้2, ดังนั้น:
ผม = ผม1 + ฉัน2, รู้ว่า ผม = 4.0 A คือว่า ผม1= 3.0.i2, เราต้อง:
4.0 = 3.0i2 + ฉัน2
4.0 = 4.0.i2
ผม2 = 1.0 A
ดังนั้น,
ผม1 = 3.0A
b) กระแสไฟฟ้า i1 เกิดขึ้นที่ศูนย์ O สนาม B1 เข้าสู่หน้าจอ (กฎมือขวา).

กระแสไฟฟ้า i2 เกิดขึ้นที่ศูนย์ O สนาม B2 ออกจากหน้าจอ (กฎมือขวา).

เราสามารถสรุปได้ว่า B1 = B2 ดังนั้นฟิลด์ผลลัพธ์คือ
ผลลัพธ์ = 0
2) การหมุนสองครั้งเท่ากัน แต่ละรอบมีรัศมี 2π ซม. วางโดยมีจุดศูนย์กลางประจวบกันในระนาบตั้งฉาก ถูกกระแสน้ำไหลผ่าน i1 = 4.0 A และ i2 = 3.0 A แสดงลักษณะเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่เกิดขึ้นที่จุดศูนย์กลาง O (กำหนด: μ0 = 4μ. 10-7 ต.ม./อ.)
สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแส i1 = 4.0 A ในทางกลับกัน 1 คือ:

ฟิลด์ที่สร้างโดยปัจจุบัน i2 = 3.0 A ในทางกลับกัน 2 คือ:

เนื่องจากเกลียวถูกจัดเรียงในแนวตั้งฉาก สนามที่ได้คือ:

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

โดย Kléber Cavalcante
จบฟิสิกส์
ทีมโรงเรียนบราซิล

แม่เหล็กไฟฟ้า - ฟิสิกส์ - โรงเรียนบราซิล

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

คาวาลคานเต, เคลเบอร์ จี. "แบบฝึกหัดที่แก้ไขแล้ว: สนามแม่เหล็กของเกลียววงกลม"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/exercicios-resolvidos-campo-magnetico-uma-espira-circular.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 กรกฎาคม 2021.

อุบัติเหตุกัมมันตภาพรังสีในGoiânia

เมื่อวันที่ 13 กันยายน พ.ศ. 2530 อุบัติเหตุกัมมันตภาพรังสีที่ใหญ่ที่สุดในเขตเมืองเกิดขึ้นในโกยาเน...

read more
รังสีไอออไนซ์: แนวคิด ผลกระทบ การใช้งาน

รังสีไอออไนซ์: แนวคิด ผลกระทบ การใช้งาน

รังสีแตกตัวเป็นไอออน มันคือรังสีทุกรูปแบบที่มีพลังงานเพียงพอที่จะฉีก อิเล็กตรอน ของอะตอม สามารถผล...

read more

ประวัติความเป็นมาของแม่เหล็กไฟฟ้า

ต้นกำเนิดที่แท้จริงของสนามแม่เหล็กยังคงเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ ตามตำนานเล่าว่าคนเลี้ยงแกะชาวกรีกโบร...

read more