4 esimerkkiä solenoidikäämiä koskevista kysymyksistä
1. Käämin sähkömagneetin voimakkuuteen vaikuttavat tekijät ovat...
A. alenna jännitettä ja lisää linjojen määrää
B. lisää kierrosten määrää ja aseta sen sisään pehmeä rautasydän
C. lisää virtaa ja pidennä kelaa
D. vähennä virran voimakkuutta ja vähennä kierrosten määrää
Keskustelu
Pitkää lankakelaa, joka koostuu useista silmukoista, kutsutaan solenoidiksi. Solenoidin tuottama kokonaismagneettikenttä on kunkin silmukan läpi kulkevan virran tuottamien magneettikenttien summa.
Solenoidin tuottaman magneettikentän kaava on:
Kuvaus: B = magneettikenttä, I = sähkövirran voimakkuus, N = silmukoiden/käämien lukumäärä, l = silmukan pituus, n = silmukoiden lukumäärä pituusyksikköä kohti
Tämän kaavan perusteella voidaan päätellä, että magneettikentän suuruus riippuu sähkövirran voimakkuudesta (I) ja silmukoiden/käämien lukumäärästä pituusyksikköä kohti (n).
Oikea vastaus on C.
2. Seuraava kuva esittää solenoidia ja sen magneettikenttää. Oikea kuva on...
Keskustelu
Solenoidi on pitkä kela, jossa on useita silmukoita, kuten yllä olevassa kuvassa näkyy.
Solenoidin ja sen magneettikentän oikea kuva voidaan määrittää oikean käden säännön avulla. Ojenna oikea kätesi, suorista sitten peukalo ja koukista neljää muuta sormea niin, että neljän sormen pyörimissuunta vastaa kelassa kulkevan sähkövirran (I) suuntaa. Muista, että sähkövirta kulkee korkeapotentiaalista matalapotentiaaliin.
Peukalon osoittama suunta on magneettikentän pohjoisnapaa kohti. Magneettikentän viivat on kuvattu ulottuvan pohjoisnavalta ja kulkevan etelänapaan.
Oikea vastaus on A.
3. Kiinnitä huomiota lauseeseen!
1. langan poikkileikkauspinta-ala
2. langan tyyppi
3. sähkövirran voimakkuus
4. kierrosten lukumäärä
Magneettikentän voimakkuus määräytyy ...:n mukaan.
A. 1 ja 2
B. 2 ja 3
C. 2 ja 4
D. 3 ja 4
Keskustelu
Solenoidi on pitkä kela, jossa on useita silmukoita.
Solenoidin tuottaman magneettikentän kaava on:
Kuvaus: B = magneettikenttä, n = N / l = silmukoiden lukumäärä pituusyksikköä kohti, I = sähkövirran voimakkuus
Tämän kaavan perusteella voidaan päätellä, että magneettikentän voimakkuus määräytyy sähkövirran voimakkuuden (I), kierrosten lukumäärän (N) ja johtimen yksikköpituuden perusteella.
Oikea vastaus on D.
4. Seuraavat tekijät vaikuttavat sähkömagneetteihin, paitsi...
A. kierrosten lukumäärä
B. virtaavan virran voimakkuus
C. rautaydin
D. käämityssuunta
Keskustelu
Solenoidin tuottaman magneettikentän kaava on:
Kuvaus: B = magneettikenttä, I = sähkövirta, N = kierrosten lukumäärä, l = kierroksen pituus, n = kierrosten lukumäärä pituusyksikköä kohti
Tämän kaavan perusteella päätellään, että magneettikentän voimakkuus riippuu sähkövirran voimakkuudesta (I) ja kierrosten lukumäärästä pituusyksikköä kohti (n).
Magneettikentän suunta määräytyy kelan suunnan mukaan. Kelan suunta määräytyy korkean ja matalan potentiaalin sijaintien mukaan, joissa korkeaa potentiaalia edustaa pidempi viiva ja matalaa potentiaalia lyhyempi viiva. Sähkövirta kulkee korkeasta potentiaalista matalaan potentiaaliin. Siksi, jos korkean ja matalan potentiaalin paikat ovat eri, myös syntyvän magneettikentän pohjois- ja etelänapojen sijainnit ovat erilaiset.
Joten rautaydin ei ole magneettikenttään vaikuttava tekijä. Rautaydin on vain materiaali, josta tehdään magneetti.
Oikea vastaus on C.
