g9f-2.1· Fəsil 2: Maqnit sahəsi· ~12 dəq

Maqnit sahəsi və maqnit induksiyası

Maqnitlər, Erstedin təcrübəsi və maqnit induksiyası BB

Sabit maqnitin iki qütbü var: şimal (N) və cənub (S). Eyniadlı qütblər bir-birini itələyir, müxtəlifadlı qütblər isə cəzb edir. Maqnit sahəsini həm sabit maqnitlər, həm də cərəyan (hərəkətdə olan elektrik yükləri) yaradır — bunu ilk dəfə Erstedin təcrübəsi göstərdi: cərəyanlı naqilin yanındakı maqnit əqrəbi meyl edir. Maqnit sahəsini xarakterizə edən əsas kəmiyyət maqnit induksiyası BB-dir; o, vektor kəmiyyətdir və vahidi Tesla (T) ilə ölçülür. Düz cərəyanlı naqilin yaratdığı maqnit induksiyası B=μ0I2πrB = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} düsturu ilə hesablanır, burada μ0/(2π)=2⋅10−7\mu_0/(2\pi) = 2 \cdot 10^{-7} T·m/A.

📌Nümunə

Məsələn: I=10I = 10 A cərəyanlı naqildən r=0,1r = 0{,}1 m məsafədə B=2⋅10−7⋅10/0,1=2⋅10−5B = 2 \cdot 10^{-7} \cdot 10 / 0{,}1 = 2 \cdot 10^{-5} T. Maqnit xətləri həmişə qapalıdır.

Qrafiklər

Zolaq maqnitin sahə xətləri: N qütbündən çıxır, S qütbünə daxil olur
Zolaq maqnitin sahə xətləri: N qütbündən çıxır, S qütbünə daxil olur

Əsas terminlər

Maqnit sahəsi — Sabit maqnitlərin və hərəkətdə olan elektrik yüklərinin (cərəyanın) ətrafında yaranan xüsusi maddi sahə.
Maqnit induksiyası BB — Maqnit sahəsini xarakterizə edən əsas vektor kəmiyyət; vahidi Tesla (T).
Maqnit qütbləri — Maqnitin maqnit təsirinin ən güclü olduğu iki ucu: şimal (N) və cənub (S).
Erstedin təcrübəsi — Cərəyanlı naqilin yanındakı maqnit əqrəbinin meyl etməsi; cərəyanın maqnit sahəsi yaratdığını göstərir.
Maqnit induksiya xətləri — Maqnit sahəsini təsvir edən həmişə qapalı xətlər; düz naqil ətrafında konsentrik çevrələr əmələ gətirir.
Solenoid (sarğac) — İçərisindən cərəyan keçən naqil dolağı; çubuq maqnitə bənzər maqnit sahəsi yaradır.
Maqnit sahəsinin əsas kəmiyyətləri
KəmiyyətİşarəDüstur / QiymətVahid
Maqnit induksiyasıBBB=μ0I2πrB = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}Tesla (T)
Cərəyan şiddətiIII=B⋅2πrμ0I = \frac{B \cdot 2\pi r}{\mu_0}Amper (A)
Məsafə (naqilə qədər)rrr=μ0I2πBr = \frac{\mu_0 I}{2\pi B}metr (m)
Sabit vuruqμ0/(2π)\mu_0/(2\pi)2⋅10−72 \cdot 10^{-7}T·m/A

Düz cərəyanlı naqilin yaratdığı maqnit induksiyası üçün düsturlar.

Sabit maqnit və elektromaqnitin müqayisəsi
XassəSabit maqnitElektromaqnit (solenoid)
Sahənin mənbəyiMaddənin özüSarğacdan keçən cərəyan
İdarəolunmaİdarə olunmurCərəyanla yandırıb-söndürülür
Cərəyan kəsiləndəSahə qalırSahə yox olur
QütblərN və S varN və S var

Elektromaqnitin sahəsini cərəyanla idarə etmək olur.

✎Naqildən rr məsafədə induksiyanın tapılması
  1. 1Verilənlər: I=10I = 10 A, r=0,1r = 0{,}1 m, μ0/(2π)=2⋅10−7\mu_0/(2\pi) = 2 \cdot 10^{-7} T·m/A.
  2. 2Düstur: B=μ0I2πr=μ02π⋅IrB = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} = \frac{\mu_0}{2\pi} \cdot \frac{I}{r}.
  3. 3Yerinə qoyma: B=2⋅10−7⋅10/0,1B = 2 \cdot 10^{-7} \cdot 10 / 0{,}1.
  4. 4Hesablama: 2⋅10−7⋅10=2⋅10−62 \cdot 10^{-7} \cdot 10 = 2 \cdot 10^{-6}; 2⋅10−6/0,1=2⋅10−52 \cdot 10^{-6} / 0{,}1 = 2 \cdot 10^{-5} T.
  5. 5Cavab: B=2⋅10−5B = 2 \cdot 10^{-5} T (yəni 0,000020{,}00002 T).
✎Verilmiş induksiyaya görə cərəyanın tapılması
  1. 1Verilənlər: B=6⋅10−5B = 6 \cdot 10^{-5} T, r=0,05r = 0{,}05 m, μ0/(2π)=2⋅10−7\mu_0/(2\pi) = 2 \cdot 10^{-7} T·m/A.
  2. 2Düstur: B=μ02π⋅IrB = \frac{\mu_0}{2\pi} \cdot \frac{I}{r} düsturundan I=B⋅rμ0/(2π)I = \frac{B \cdot r}{\mu_0/(2\pi)}.
  3. 3Yerinə qoyma: I=6⋅10−5⋅0,05/(2⋅10−7)I = 6 \cdot 10^{-5} \cdot 0{,}05 / (2 \cdot 10^{-7}).
  4. 4Hesablama: 6⋅10−5⋅0,05=3⋅10−66 \cdot 10^{-5} \cdot 0{,}05 = 3 \cdot 10^{-6}; 3⋅10−6/(2⋅10−7)=153 \cdot 10^{-6} / (2 \cdot 10^{-7}) = 15.
  5. 5Cavab: I=15I = 15 A.
🚫Tez-tez səhv

BB məsafə ilə tərs mütənasibdir (1/r1/r), tərs kvadrat (1/r21/r^2) deyil; rr 2 dəfə artanda BB 4 dəfə yox, 2 dəfə azalır.

⚠️Diqqət

BB düsturda cərəyan II ilə düz, məsafə rr ilə tərs mütənasibdir; II və rr eyni dəfə dəyişəndə I/rI/r nisbəti sabit qalır və BB dəyişmir.

⚠️Diqqət

Vahid çevrilməsi: 1 T = 1000 mT. T-dən mT-yə keçəndə qiymət 1000-ə vurmaq lazımdır (0,0030{,}003 T =3= 3 mT).

💡Qeyd

Veber (Wb) maqnit axınının, Amper (A) cərəyan şiddətinin vahididir; maqnit induksiyasının vahidi yalnız Tesla (T)-dır.

💡Qeyd

Maqnit ortadan bölünsə də təkqütblü maqnit alınmır: hər hissədə yenə həm N, həm S qütbü yaranır.

Qaydalar

  1. 1Eyniadlı qütblər itələyir, müxtəlifadlı qütblər cəzb edir (N və S).
  2. 2Maqnit sahəsini cərəyan və hərəkətdə olan yüklər yaradır (Erstedin təcrübəsi).
  3. 3Düz cərəyanlı naqilin induksiyası: B=μ0I2πrB = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}, μ0/(2π)=2⋅10−7\mu_0/(2\pi) = 2 \cdot 10^{-7} T·m/A.
  4. 4Maqnit induksiyası BB vektor kəmiyyətdir, vahidi Tesla (T); maqnit xətləri qapalıdır.

Məşq

15 asan · 15 orta · 15 çətin

Hər testdə təsadüfi 10 sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq