Ajụjụ Ihe Nlereanya Na-ekwu Maka Ike Magnetik
Ike ndọta bụ otu n'ime ike anọ dị mkpa na fiziki ma na-arụ ọrụ dị oke mkpa n'ihe dị iche iche sitere n'okike na teknụzụ ọgbara ọhụrụ. Ịghọta echiche a chọrọ nghọta miri emi nke magnetism, ubi ndọta, iwu nke electromagnetism, na ojiji ya na ndụ kwa ụbọchị. Isiokwu a ga-atụle ọtụtụ ihe atụ nke nsogbu metụtara ike ndọta, yana mkparịta ụka zuru ezu iji nyere ndị na-agụ akwụkwọ aka ịghọta echiche ahụ nke ọma.
Ịghọta Ike Magnetik
Tupu anyị ekwuo maka nsogbu a, ọ dị mkpa ịghọta ihe ndị bụ isi nke ike ndọta. Ike ndọta bụ ike sitere na ebe ndọta ma na-arụ ọrụ na ihe ndị e ji ọkụ eletrik ma ọ bụ ihe ndọta. Ebe ndọta n'onwe ya bụ ebe enwere ike ịnụ ike ndọta. Mmadụ nwere ike inwe mmetụta ike ndọta mgbe e jikọtara magnet abụọ ọnụ ma ọ bụ mgbe e tinyere ihe e ji ọkụ eletrik mee n'ebe ndọta.
A na-egosi ebe ndọta site na ahịrị ebe ndọta nke si n'ogidi ugwu pụta ma banye na ogidi ndịda. Ọzọkwa, ogidi ndọta ndị dị n'akụkụ nwere ogidi ndị dị iche iche na-adọta ibe ha, ebe dịka ogidi ndị ahụ na-achụpụ ibe ha.
Ajụjụ na Mkparịta ụka Ihe Nlereanya
Ajụjụ nke 1: Ọdụ magnetik gbara waya kwụ ọtọ gburugburu
Waya ogologo kwụ ọtọ na-ebu ọkụ eletrik nke 5 A. Chọpụta oke nke ebe ndọta ahụ n'ebe dị anya nke 0,2 m site na waya ahụ.
Azịza:
Iji chọta oke nke ebe ndọta gburugburu waya kwụ ọtọ nke na-ebu ọkụ eletrik, anyị nwere ike iji iwu Biot-Savart, mana n'okwu a, ọ dị mfe iji iwu Ampere:
Enwere ike ịgbakọ oghere magnet \( B \) gburugburu waya ogologo kwụ ọtọ site na iji usoro a:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
Ebe:
– \( \mu_0 \) bụ ike ikuku na-agbapụta (\( 4\pi \times 10^{-7} \, T \cdot m/A \))
– \( I \) bụ ike dị ugbu a (A)
– \( r \) bụ anya site na waya (m)
Site na ụkpụrụ enyere:
– \( I = 5 \, A \)
– \( r = 0,2 \, m \)
Tinye ụkpụrụ ndị a n'ime usoro:
\[
B = \frac{4\pi \ugboro 10^{-7} \ugboro 5}{2\pi \ugboro 0,2}
\]
Mee ka ọ dị mfe:
\[
B = \frac{4\pi \ugboro 10^{-7} \ugboro 5}{2\pi \ugboro 0,2} \rightarrow
B = \frac{4 \ugboro 5 \ugboro 10^{-7}}{2 \ugboro 0,2} \rightarrow
B = \frac{20 \u003 10^{-7}}{0,4} = 5 \u003 10^{-6} \, T \] ma ọ bụ \(5 \, \mu T\) (microtesla).
Ajụjụ nke 2: Ike Lorentz na ihe ndị a na-agbachi agbachi
Mkpụrụ ndụ ihe nketa chajị dị mma \(q = 1 \, \mu C\) (microCoulomb) na-agagharị na ọsọ \(v = 2 \u003 10^4 \, m/s\) na-abanye n'ime oghere magnetik yiri ya na induction magnet \(B = 0,5 \, T\) nke kwụ ọtọ na ntụziaka nke ọsọ nke mkpụrụ ndụ ihe nketa ahụ. Gbakọọ ike magnetik nke mkpụrụ ndụ ihe nketa ahụ nwetara.
Azịza:
Enwere ike ịgbakọ ike magnet (ike Lorentz) nke ihe na-agbaze agbaze na-enweta site na iji usoro a:
\[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) \]
Ebe:
– \( q \) bụ chajị ọkụ eletrik (C)
– \( v \) bụ ọsọ nke ihe dị n'ime (m/s)
– \(B \) bụ ebe ndọta (T)
– \( \theta \) bụ akụkụ dị n'etiti ọsọ na ntụziaka nke ubi magnetik
N'okwu a, ebe magnetik ahụ na-adabere na ọsọ nke ihe ahụ, yabụ na
\(\theta = 90^\circ\) na \(\sin(90^\circ) = 1\).
E nyere:
– \( q = 1 \, \mu C = 1 \ugboro 10^{-6} \, C \)
– \( v = 2 \ugboro 10^4 \, m/s \)
– \( B = 0,5 \, T \)
Tinye ụkpụrụ ndị a n'ime usoro:
\[
F = 1 \ugboro 10^{-6} \cdot 2 \ugboro 10^4 \cdot 0,5 \cdot 1 \]
Mee ka ọ dị mfe:
\[
F = 1 \ugboro 10^{-6} \ugboro 10^4 \ugboro 1 = 10^{-6} \ugboro 0,5 = 10^{-6} \ugboro 0,5 = 1 \ugboro 10^{-6} \, N
\]
Ajụjụ nke 3: Ọdụ magnetik n'etiti ebe waya na-agbagharị
A na-enye antenna gburugburu (akara) nke nwere radius nke 10 cm na ọkụ eletrik nke 3 A. Kedu ka oke nke ubi magnetik dị n'etiti okirikiri ahụ si dị?
Azịza:
Enwere ike ịgbakọ ubi magnet dị n'etiti eriri waya na-ebu ugbu a site na iji usoro a:
\[
B = \frac{\mu_0 I}{2r}
\]
Ebe:
– \( \mu_0 \) bụ ike ikuku na-agbapụta (\( 4\pi \times 10^{-7} \, T \cdot m/A \))
– \( I \) bụ ike dị ugbu a (3 A)
– \( r \) bụ radius (10 cm = 0,1 m)
Tinye ụkpụrụ ndị a n'ime usoro:
\[
B = \frac{4\pi \ugboro 10^{-7} \ugboro 3}{2 \ugboro 0,1}
\]
Mee ka ọ dị mfe:
\[
B = \frac{4\pi \oge 10^{-7} \oge 3}{0,2} = \frac{12\pi \oge 10^{-7}}{0,2} = 60 \oge 10^{-7} \, T \]
\[ B = ugboro isii 10^{-6} \, T \] ma ọ bụ \(6 \, \mu T\) (microtesla).
Mmechi
Ịghọta ike ndọta dị oke mkpa na fiziki na ojiji ya na teknụzụ ọgbara ọhụrụ dị iche iche. Site na ihe atụ ndị a tụlere n'elu, anyị nwere ike ịhụ otu esi etinye echiche ndị bụ isi dị ka ubi ndọta, iwu Ampère, na ike Lorentz n'ọrụ n'ọnọdụ ụwa n'ezie. Ịme ihe mgbe niile na-edozi nsogbu ndị dị ka ndị a ga-enyere aka nke ukwuu n'ịghọta ihe ị ghọtara ma melite nkà gị na fiziki ndọta.
A na-atụ anya na isiokwu a ga-enye nkọwa doro anya banyere otu ike ndọta si arụ ọrụ na otu anyị ga-esi nyochaa nsogbu ndị metụtara echiche a n'ụzọ miri emi na nke zuru ezu.
