Magnetyske krêft tusken twa parallelle triedden - problemen en oplossingen
1. Twa parallelle geleiders dy't streamingen I1 en I2 drage , lykas te sjen is yn 'e ûndersteande figuer. Wat is de grutte en rjochting fan 'e magnetyske krêft dy't beide geleiders ûnderfine ? (μo = 4π.10-7 Wb.A - 1.m - 1 )
Bekend:
De elektryske stroom 1 (Ik1) = 3 Ampère
De elektryske stroom 2 (I2 ) = 5 Ampère
De permeabiliteit fan frije romte (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
Ofstân tusken beide geleiders (L) = 5 sm = 5 x 10-2 meter
Winsk: De grutte en rjochting fan 'e magnetyske krêft
Oplossing:
De rjochting fan 'e elektryske stroom op geleider 1 is tsjinoersteld oan 'e rjochting fan 'e elektryske stroom op geleider 2. Antiparallelle streamingen (yn tsjinoerstelde rjochtingen) oefenje in ôfstjittende krêft op elkoar út.
De grutte fan 'e magnetyske krêft:
F/l = 6 x 10-5 Newton
2. Twa parallelle triedden dy't streamingen I1 en I2 drage, binne 20 sm útinoar . Wat is de grutte fan 'e magnetyske krêft dy't elke tried ûnderfynt (μo = 4π.10-7 Wb.A - 1.m -1 )
Bekend:
De elektryske stroom 1 (I1) = 5 Ampère
De elektryske stroom 2 (I2 ) = 4 Ampère
De permeabiliteit fan frije romte (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
Ofstân tusken beide triedden (L) = 20 sm = 20 x 10 -2 meter
Winsk: De grutte fan 'e magnetyske krêft
Oplossing:
De rjochting fan 'e elektryske stroom op geleider 1 is tsjinoersteld oan 'e rjochting fan 'e elektryske stroom op geleider 2. Antiparallelle streamingen (yn tsjinoerstelde rjochtingen) oefenje in ôfstjittende krêft op elkoar út.
De grutte fan 'e magnetyske krêft:
F/l = 2 x 10-5 Newton
20 konseptuele fragen en antwurden oangeande de magnetyske krêft tusken twa parallelle triedden:
1. Fraach: Wat is de primêre oarsaak fan 'e magnetyske krêft tusken twa parallelle stroomdragende triedden?
Antwurd: De magnetyske krêft tusken twa parallelle triedden ûntstiet troch de magnetyske fjilden dy't produsearre wurde troch de streamingen yn elke tried dy't op 'e oare tried ynwurkje.
2. Fraach: Hoe beynfloedet de rjochting fan 'e stroom yn 'e twa triedden de krêft tusken har?
Antwurd: As de streamingen yn deselde rjochting streame, lûke de triedden inoar oan. As de streamingen yn tsjinoerstelde rjochtingen streame, stjitte de triedden inoar ôf.
3. Fraach: Wat is de relaasje tusken de ôfstân tusken de triedden en de magnetyske krêft?
Antwurd: De magnetyske krêft is omgekeerd evenredich mei de ôfstân tusken de triedden. As de ôfstân tanimt, nimt de krêft ôf.
4. Fraach: Hoe beynfloedet de grutte fan 'e stroom yn 'e triedden de krêft?
Antwurd: De krêft is direkt evenredich mei it produkt fan 'e streamingen yn 'e twa triedden.
5. Fraach: Wat bart der mei de krêft as ien fan 'e triedden gjin stroom hat?
Antwurd: De krêft sil nul wêze, om't in tried sûnder stroom gjin magnetysk fjild produseart dat ynfloed hat op 'e oare tried.
6. Fraach: Wêrom wurdt de magnetyske krêft tusken twa parallelle triedden beskôge as in kontaktleaze krêft?
Antwurd: De krêft komt troch de ynteraksje fan harren magnetyske fjilden, net troch direkt fysyk kontakt.
7. Fraach: Hoe farieart it magnetyske fjild dat troch ien tried produsearre wurdt mei de ôfstân?
Antwurd: De sterkte fan it magnetyske fjild nimt ôf mei tanimmende ôfstân fan 'e tried.
8. Fraach: Kin de magnetyske krêft tusken twa parallelle triedden ôfskerme of blokkearre wurde?
Antwurd: Hoewol it in útdaging is om magnetyske fjilden folslein ôf te skermjen, kin it brûken fan materialen mei hege magnetyske permeabiliteit it effekt fan 'e fjilden op elkoar omliede en ferminderje.
9. Fraach: As de twa triedden loodrecht op elkoar steane, hoe feroaret de magnetyske krêft tusken har dan?
Antwurd: As de triedden loodrecht steane en har streamingen inoar kruse, sille se gjin ienfâldige oanlûkende of ôfstjittende krêft op elkoar útoefenje lykas parallelle triedden dogge.
10. Fraach: Hoe wurdt de rjochting fan 'e magnetyske krêft op in stroomdraad bepaald?
Antwurd: De rjochting kin bepaald wurde mei de rjochterhânregel: wiis de tomme yn 'e rjochting fan' e stroom, en de krulde fingers sille de rjochting fan it magnetyske fjild oanjaan.
11. Fraach: Is de magnetyske krêft tusken twa parallelle triedden in sintrale krêft?
Antwurd: Nee, it is gjin sintrale krêft, om't de rjochting en grutte fan 'e krêft ôfhingje fan sawol de relative oriïntaasje as de skieding fan 'e triedden.
12. Fraach: Kinne de triedden in krêft fiele, sels as se yn in fakuüm pleatst wurde?
Antwurd: Ja, de magnetyske krêft tusken de triedden is net ôfhinklik fan in medium; it kin bestean yn in fakuüm.
13. Fraach: Hoe is de ienheid fan stroom, de Ampère, relatearre oan de krêft tusken twa triedden?
Antwurd: Ien Ampère wurdt definiearre as de stroom dy't, as er troch twa parallelle geleiders fan ûneinige lingte streamt en ien meter útinoar yn in fakuüm pleatst wurdt, resulteart yn in krêft fan 2 x 10^(-7) Newton per meter lingte tusken de triedden.
14. Fraach: Hat it materiaal fan 'e triedden ynfloed op 'e magnetyske krêft tusken har?
Antwurd: It materiaal fan 'e triedden hat gjin direkt ynfloed op 'e krêft. De krêft hinget ôf fan 'e stroom en de ôfstân tusken de triedden.
15. Fraach: Wat is de rol fan 'e permeabiliteit fan frije romte (μ₀) yn 'e krêft tusken twa parallelle triedden?
Antwurd: De permeabiliteit fan frije romte is in konstante dy't de sterkte fan it magnetyske fjild relatearret oan de stroom dy't it feroarsaket en ferskynt yn 'e formule foar de krêft tusken twa stroomdragende triedden.
16. Fraach: Kinne magnetyske krêften wurk dwaan op 'e triedden?
Antwurd: Wylst magnetyske krêften in krêft útoefenje kinne op in stroomdragende tried, dogge se gjin wurk, om't se loodrecht op 'e bewegingsrjochting wurkje.
17. Fraach: Hoe beynfloedzje de lingten fan 'e triedden de magnetyske krêft tusken har?
Antwurd: De krêft is evenredich mei de lingten fan 'e triedden dy't parallel en ticht byinoar lizze.
18. Fraach: Binne der tapassingen of gefolgen yn it echte libben fan 'e magnetyske krêft tusken parallelle triedden?
Antwurd: Ja, yn elektryske circuits, foaral dy mei hege streamingen, kin de magnetyske ynteraksje tusken triedden derfoar soargje dat se bewege, wat by it ûntwerp yn oerweging nommen wurde moat.
19. Fraach: As ien tried yn in lus oprold wurdt, hoe beynfloedet dat dan de magnetyske krêft?
Antwurd: In oprolde tried, of solenoïde, produseart in sterker magnetysk fjild as in rjochte tried, wêrtroch't de krêft tusken dy tried en in oare tried feroaret.
20. Fraach: Kinne de magnetyske krêften tusken parallelle triedden brûkt wurde om stroom te mjitten?
Antwurd: Ja, apparaten lykas stroombalâns brûke de magnetyske krêft tusken triedden om stroom te mjitten troch it lyk te stellen oan in bekende meganyske krêft.
It begripen fan 'e magnetyske krêft tusken parallelle triedden is fûneminteel yn elektromagnetisme en hat ymplikaasjes foar circuitûntwerp, elektroanika en elektrotechnyk.
