Ve stejné rovině je kruhový vodič o poloměru 5,2 cm s proudem I1 = 13,4 A a přímý vodič s proudem I2 = 22 A. Vzdálenost od přímého vodiče ke středu kruhového proudu je 8,3 cm. Je nutné najít indukci magnetického pole ve středovém kruhovém proudu, pokud jsou vodiče ve vzduchu. Je také nutné určit indukci ve stejném bodě, pokud se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný.
K vyřešení problému použijeme vzorec pro výpočet magnetického pole z vodiče s proudem:
B = (μ0 * I)/(2 * π * r)
kde B je indukce magnetického pole, μ0 je magnetická konstanta (4π * 10^-7 Wb/(A * m)), I je síla proudu, r je vzdálenost od vodiče k bodu, ve kterém indukce pole je určeno.
Abychom našli indukci magnetického pole ve středu kruhového proudu, je nutné dosadit hodnoty ve vzorci:
B1 = (4π * 10^-7 * 13,4)/(2 * π * 0,052) ≈ 0,00438 Тл
Odpověď: Indukce magnetického pole ve středu kruhového proudu za těchto podmínek je rovna 0,00438 Tesla.
Abychom našli indukci magnetického pole ve stejném bodě, kdy se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný, je nutné nahradit hodnotu intenzity proudu opačnou a dosadit ji do vzorce:
B2 = (4π * 10^-7 * (-22))/(2 * π * 0,083) ≈ -0,00140 Тл
Odpověď: indukce magnetického pole ve stejném bodě, kdy se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný, je rovna -0,00140 T (záporná hodnota znamená, že směr indukce magnetického pole je v tomto případě opačný než směru indukce magnetického pole v prvním případě).
Náš digitální produkt je popisem úlohy, ve které je uvažován kruhový vodič o poloměru 5,2 cm s proudem I1 = 13,4 A. Tato úloha může být užitečná jak pro studenty, tak pro učitele studující elektromagnetismus.
Náš produkt obsahuje podrobné řešení úlohy, vzorce a zákony použité při řešení, odvození výpočtového vzorce a odpověď. Poskytujeme také možnost dotazů k řešení, na které rádi odpovíme.
Náš digitální produkt je popisem problému, ve kterém je uvažován kruhový vodič o poloměru 5,2 cm s proudem I1 = 13,4 A a přímý vodič s proudem I2 = 22 A. Je nutné najít indukci magnetického pole ve středu kruhového proudu, pokud jsou vodiče ve vzduchu. Je také nutné určit indukci ve stejném bodě, pokud se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný.
K vyřešení problému se používá vzorec pro výpočet magnetického pole z vodiče s proudem: B = (μ0 * I)/(2 * π * r) kde B je indukce magnetického pole, μ0 je magnetická konstanta (4π * 10^-7 Wb/(A * m)), I je síla proudu, r je vzdálenost od vodiče k bodu, ve kterém indukce pole je určeno.
Abychom našli indukci magnetického pole ve středu kruhového proudu, je nutné dosadit hodnoty ve vzorci: B1 = (4π * 10^-7 * 13,4)/(2 * π * 0,052) ≈ 0,00438 T Odpověď: Indukce magnetického pole ve středu kruhového proudu za těchto podmínek je rovna 0,00438 Tesla.
Abychom našli indukci magnetického pole ve stejném bodě, kdy se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný, je nutné nahradit hodnotu intenzity proudu opačnou a dosadit ji do vzorce: B2 = (4π * 10^-7 * (-22))/(2 * π * 0,083) ≈ -0,00140 T Odpověď: indukce magnetického pole ve stejném bodě, kdy se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný, je rovna -0,00140 T (záporná hodnota znamená, že směr indukce magnetického pole je v tomto případě opačný než směru indukce magnetického pole v prvním případě).
Náš produkt obsahuje podrobné řešení úlohy, vzorce a zákony použité při řešení, odvození výpočtového vzorce a odpověď. Poskytujeme také možnost dotazů k řešení, na které rádi odpovíme.
Náš produkt je detailním řešením problému, ve kterém potřebujete najít indukci magnetického pole ve středu kruhového vodiče o poloměru 5,2 cm s proudem I1 = 13,4 A a přímého vodiče s proudem I2 = 22 A , umístěný ve vzdálenosti 8,3 cm od středu kruhového vodiče. Oba vodiče jsou ve vzduchu.
K vyřešení úlohy použijeme vzorec pro výpočet magnetického pole z vodiče s proudem: B = (μ0 * I)/(2 * π * r), kde B je indukce magnetického pole, μ0 je magnetická konstanta ( 4π * 10^-7 Wb /(A * m)), I - síla proudu, r - vzdálenost od vodiče k bodu, ve kterém se určuje indukce pole.
Abychom našli indukci magnetického pole ve středu kruhového vodiče, dosadíme hodnoty do vzorce: B1 = (4π * 10^-7 * 13,4)/(2 * π * 0,052) ≈ 0,00438 T. Odpověď: Indukce magnetického pole ve středu kruhového proudu za těchto podmínek je rovna 0,00438 Tesla.
Abychom našli indukci magnetického pole ve stejném bodě, kdy se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný, nahradíme hodnotu intenzity proudu opačnou a dosadíme ji do vzorce: B2 = (4π * 10 ^-7 * (-22))/(2 * π * 0,083) ≈ -0,00140 T. Odpověď: indukce magnetického pole ve stejném bodě, kdy se směr proudu v přímém vodiči změní na opačný, je rovna -0,00140 T (záporná hodnota znamená, že směr indukce magnetického pole je v tomto případě opačný než směru indukce magnetického pole v prvním případě).
Náš produkt obsahuje podrobné řešení úlohy, vzorce a zákony použité při řešení, odvození výpočtového vzorce a odpověď. Poskytujeme také možnost dotazů k řešení, na které rádi odpovíme.
***
kruhový vodič o poloměru 5,2 cm s proudem I1=13,4 A je ve stejné rovině jako přímý vodič s proudem I2=22 A. Vzdálenost od přímého vodiče ke středu kruhového vodiče je 8,3 cm.
K vyřešení problému je nutné najít indukci magnetického pole ve středu kruhového vodiče. K tomu můžete použít Biot-Savart-Laplaceův zákon, který říká, že magnetické pole v bodě P vytvořené proudovým prvkem je úměrné velikosti proudu a délce prvku a také nepřímo úměrné čtverec vzdálenosti od prvku k bodu P:
dB = (μ₀/4π) * I * dl x r / r^3
kde dB je prvek magnetického pole, I je proud, dl je prvek délky vodiče, r je vzdálenost od prvku k bodu P, μ₀ je magnetická konstanta.
Pro kruhový vodič může být prvek délky reprezentován jako kruhový oblouk a pro přímý vodič - jako segment.
Indukce magnetického pole ve středu kruhového vodiče se rovná součtu prvků magnetického pole všech prvků vodiče:
B = ∑dB = (μ₀/4π) * I1 * ∫dl x r / r^3
kde ∫dl je integrál po obvodu kruhového vodiče.
Pro přímý vodič je indukce magnetického pole ve středu kruhového vodiče rovna:
B' = (μ₀/4π) * I2 * l / r^2
kde l je délka přímého vodiče.
Pokud změníte směr proudu v přímém vodiči na opačný, pak se indukce magnetického pole ve středu kruhového vodiče také změní na opačnou hodnotu.
Řešení úkolů:
Nejprve musíte najít prvek magnetického pole pro kruhový vodič:
dB = (μ₀/4π) * I1 * dl x r / r^3
dl = r * dφ, kde dφ je rozdíl úhlu, který svírá vodič.
Tedy dB = (μ₀/4π) * I1 * r * dφ * sin(φ) / R^2, kde R je poloměr kruhu, na kterém se nachází prvek oblouku vodiče.
Integrací v celém kruhu získáme:
B = ∑dB = (μ₀/4π) * I1 * ∫dl x r / r^3 = (μ₀/4π) * I1 * ∫0^2π r * dφ * sin(φ) / R^2 = (μ₀/4π ) * I1 * 2π * r / R^2
Dosazením hodnot dostaneme:
B = (4p10^-7 * 13,4 * 2 * 5,2)/(8,310^-2) ≈ 0,021 Tl
Pro přímý vodič:
B' = (μ₀/4π) * I2 * l / r^2 = (4π10^-7 * 22 * 8,310^-2)/(5,2*10^-2)^2 ≈ 0,10 Tl
Odpovědět:
Indukce magnetického pole ve středu kruhového vodiče je 0,021 Tesla. Když je směr proudu v přímém vodiči obrácen, indukce magnetického pole ve středu kruhového vodiče se změní na opačnou hodnotu. Indukce magnetického pole ve středu kruhového vodiče bude rovna -0,10 Tesla.
***