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.

ทำไมมนุษย์ยังไม่กลับสู่ดวงจันทร์?

ทำไมมนุษย์ยังไม่กลับสู่ดวงจันทร์?

ครั้งสุดท้ายที่มนุษย์เหยียบพื้นผิวดวงจันทร์คือใน ธันวาคม 2515 ระหว่างปฏิบัติภารกิจ อะพอลโล 17. ใน...

read more
สุริยุปราคาและจันทรุปราคา

สุริยุปราคาและจันทรุปราคา

Eclipse คือ is ปรากฏการณ์ดาราศาสตร์ มืดลง รวม หรือ บางส่วน ของดวงดาวอันเนื่องมาจากการเคลื่อนผ่านข...

read more
การประยุกต์กฎของนิวตัน

การประยุกต์กฎของนิวตัน

ปัญหาที่ยากที่สุดสำหรับนักเรียนฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลายนั้นเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาในสาขาวิช...

read more