I samme plan er der en cirkulær leder med en radius på 5,2 cm med en strøm I1 = 13,4 A og en lige leder med en strøm I2 = 22 A. Afstanden fra den lige leder til centrum af den cirkulære strøm er 8,3 cm Det er nødvendigt at finde magnetfeltinduktionen i den midterste cirkulære strøm, hvis lederne er i luften. Det er også nødvendigt at bestemme induktionen på samme punkt, hvis strømmens retning i en lige leder ændres til det modsatte.
For at løse problemet bruger vi formlen til at beregne magnetfeltet fra en strømførende leder:
B = (μ0 * I)/(2 * π * r)
hvor B er den magnetiske feltinduktion, μ0 er den magnetiske konstant (4π * 10^-7 Wb/(A * m)), I er strømstyrken, r er afstanden fra lederen til det punkt, hvor feltinduktionen er bestemt.
For at finde magnetfeltinduktionen i midten af den cirkulære strøm, er det nødvendigt at erstatte værdierne i formlen:
B1 = (4π * 10^-7 * 13,4)/(2 * π * 0,052) ≈ 0,00438 Тл
Svar: magnetfeltinduktionen i centrum af den cirkulære strøm under disse forhold er lig med 0,00438 Tesla.
For at finde magnetfeltinduktionen på samme punkt, når strømmens retning i en lige leder ændres til det modsatte, er det nødvendigt at erstatte værdien af strømstyrken med den modsatte og erstatte den med formlen:
B2 = (4π * 10^-7 * (-22))/(2 * π * 0,083) ≈ -0,00140 Тл
Svar: magnetfeltinduktionen på samme punkt, når retningen af strømmen i en lige leder ændres til det modsatte, er lig med -0,00140 T (en negativ værdi indikerer, at retningen af magnetfeltinduktionen i dette tilfælde er modsat retning af magnetfeltinduktionen i det første tilfælde).
Vores digitale produkt er en beskrivelse af et problem, hvor der overvejes en cirkulær leder med en radius på 5,2 cm med en strøm I1 = 13,4 A. Dette problem kan være nyttigt for både elever og lærere, der studerer elektromagnetisme.
Vores produkt indeholder en detaljeret løsning på problemet, formler og love brugt i løsningen, udledning af beregningsformlen og svaret. Vi giver også mulighed for at stille spørgsmål til løsningen, som vi med glæde besvarer.
Vores digitale produkt er en beskrivelse af et problem, hvor der overvejes en cirkulær leder med en radius på 5,2 cm med en strøm I1 = 13,4 A og en lige leder med en strøm I2 = 22 A. Det er nødvendigt at finde magnetfeltinduktionen i midten af den cirkulære strøm, hvis lederne er i luft. Det er også nødvendigt at bestemme induktionen på samme punkt, hvis strømmens retning i en lige leder ændres til det modsatte.
For at løse problemet bruges en formel til at beregne magnetfeltet fra en strømførende leder: B = (μ0 * I)/(2 * π * r) hvor B er den magnetiske feltinduktion, μ0 er den magnetiske konstant (4π * 10^-7 Wb/(A * m)), I er strømstyrken, r er afstanden fra lederen til det punkt, hvor feltinduktionen er bestemt.
For at finde magnetfeltinduktionen i midten af den cirkulære strøm, er det nødvendigt at erstatte værdierne i formlen: B1 = (4π * 10^-7 * 13,4)/(2 * π * 0,052) ≈ 0,00438 T Svar: magnetfeltinduktionen i centrum af den cirkulære strøm under disse forhold er lig med 0,00438 Tesla.
For at finde magnetfeltinduktionen på samme punkt, når strømmens retning i en lige leder ændres til det modsatte, er det nødvendigt at erstatte værdien af strømstyrken med den modsatte og erstatte den med formlen: B2 = (4π * 10^-7 * (-22))/(2 * π * 0,083) ≈ -0,00140 T Svar: magnetfeltinduktionen på samme punkt, når retningen af strømmen i en lige leder ændres til det modsatte, er lig med -0,00140 T (en negativ værdi indikerer, at retningen af magnetfeltinduktionen i dette tilfælde er modsat retning af magnetfeltinduktionen i det første tilfælde).
Vores produkt indeholder en detaljeret løsning på problemet, formler og love brugt i løsningen, udledning af beregningsformlen og svaret. Vi giver også mulighed for at stille spørgsmål til løsningen, som vi med glæde besvarer.
Vores produkt er en detaljeret løsning på problemet, hvor du skal finde magnetfeltinduktionen i midten af en cirkulær leder med en radius på 5,2 cm med en strøm I1 = 13,4 A og en lige leder med en strøm I2 = 22 A , placeret i en afstand af 8,3 cm fra midten af den cirkulære leder. Begge ledere er i luften.
For at løse problemet bruger vi formlen til at beregne magnetfeltet fra en leder med strøm: B = (μ0 * I)/(2 * π * r), hvor B er magnetfeltinduktionen, μ0 er den magnetiske konstant ( 4π * 10^-7 Wb /(A * m)), I - strømstyrke, r - afstand fra lederen til det punkt, hvor feltinduktionen bestemmes.
For at finde magnetfeltinduktionen i midten af en cirkulær leder erstatter vi værdierne i formlen: B1 = (4π * 10^-7 * 13,4)/(2 * π * 0,052) ≈ 0,00438 T. Svar: magnetfeltinduktionen i centrum af den cirkulære strøm under disse forhold er lig med 0,00438 Tesla.
For at finde magnetfeltinduktionen på det samme punkt, når strømmens retning i en lige leder ændres til den modsatte, erstatter vi værdien af strømstyrken med den modsatte og erstatter den med formlen: B2 = (4π * 10 ^-7 * (-22))/(2 * π * 0,083) ≈ -0,00140 T. Svar: magnetfeltinduktionen på samme punkt, når retningen af strømmen i en lige leder ændres til det modsatte, er lig med -0,00140 T (en negativ værdi indikerer, at retningen af magnetfeltinduktionen i dette tilfælde er modsat retning af magnetfeltinduktionen i det første tilfælde).
Vores produkt indeholder en detaljeret løsning på problemet, formler og love brugt i løsningen, udledning af beregningsformlen og svaret. Vi giver også mulighed for at stille spørgsmål til løsningen, som vi med glæde besvarer.
***
en cirkulær leder med en radius på 5,2 cm med en strøm I1=13,4 A er i samme plan som en lige leder med en strøm I2=22 A. Afstanden fra den lige leder til midten af den cirkulære leder er 8,3 cm.
For at løse problemet er det nødvendigt at finde magnetfeltinduktionen i midten af en cirkulær leder. For at gøre dette kan du bruge Biot-Savart-Laplace-loven, som siger, at det magnetiske felt i punktet P skabt af et strømelement er proportional med størrelsen af strømmen og længden af elementet, og også omvendt proportional med kvadrat af afstanden fra elementet til punkt P:
dB = (μ₀/4π) * I * dl x r / r^3
hvor dB er elementet i det magnetiske felt, I er strømmen, dl er elementet i lederens længde, r er afstanden fra elementet til punktet P, μ₀ er den magnetiske konstant.
For en cirkulær leder kan længdeelementet repræsenteres som en cirkulær bue, og for en lige leder - som et segment.
Magnetfeltinduktionen i midten af en cirkulær leder er lig med summen af magnetfeltelementerne for alle lederelementer:
B = ∑dB = (μ₀/4π) * I1 * ∫dl x r / r^3
hvor ∫dl er integralet langs omkredsen af en cirkulær leder.
For en lige leder er magnetfeltinduktionen i midten af en cirkulær leder lig med:
B' = (μ₀/4π) * I2 * l / r^2
hvor l er længden af en lige leder.
Hvis man ændrer strømmens retning i en lige leder til den modsatte, så vil magnetfeltinduktionen i midten af den cirkulære leder også ændre sig til den modsatte værdi.
Løsningsopgaver:
Først skal du finde magnetfeltelementet til en cirkulær leder:
dB = (μ₀/4π) * I1 * dl x r / r^3
dl = r * dφ, hvor dφ er differensen af den vinkel, som lederen gennemløber.
Således er dB = (μ₀/4π) * I1 * r * dφ * sin(φ) / R^2, hvor R er radius af cirklen, hvorpå lederbueelementet er placeret.
Ved at integrere over hele cirklen får vi:
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
Ved at erstatte værdierne får vi:
B = (4p10^-7 * 13,4 * 2 * 5,2)/(8,310^-2) ≈ 0,021 Tl
For en lige leder:
B' = (μ₀/4π) * I2 * l / r^2 = (4π10^-7 * 22 * 8,310^-2)/(5,2*10^-2)^2 ≈ 0,10 Tl
Svar:
Magnetfeltinduktionen i midten af en cirkulær leder er 0,021 Tesla. Når strømmens retning i en lige leder vendes, vil magnetfeltinduktionen i midten af den cirkulære leder ændres til den modsatte værdi. Magnetfeltinduktionen i midten af den cirkulære leder vil være lig med -0,10 Tesla.
***