ឧទាហរណ៍នៃសំណួរពិភាក្សាអំពីម៉ាញេទិក

ឧទាហរណ៍នៃសំណួរពិភាក្សាអំពីម៉ាញេទិក

ម៉ាញ៉េទិចគឺជាបាតុភូតធម្មជាតិដ៏សំខាន់ និងគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយដែលត្រូវសិក្សាក្នុងរូបវិទ្យា។ បាតុភូតនេះទាក់ទងនឹងកម្លាំងដែលកើតឡើងរវាងម៉ាញ៉េទិច និងវត្ថុធាតុមួយចំនួន។ ជាទូទៅ ម៉ាញ៉េទិចអាចត្រូវបានពន្យល់តាមរយៈគោលគំនិតនៃដែនម៉ាញ៉េទិច ខ្សែកម្លាំងម៉ាញ៉េទិច និងអន្តរកម្មរវាងម៉ាញ៉េទិច និងម៉ាញ៉េទិចជាមួយនឹងវត្ថុធាតុ ferromagnetic, paramagnetic និង diamagnetic។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងនឹងពិភាក្សាអំពីឧទាហរណ៍នៃបញ្ហាមួយចំនួន និងការពិភាក្សារបស់ពួកវាទាក់ទងនឹងប្រធានបទនៃម៉ាញ៉េទិច។

សំណួរទី 1: កំណត់អត្តសញ្ញាណប៉ូលម៉ាញេទិក

សំណួរ៖ មេដែករបារមានប៉ូលពីរ គឺប៉ូលខាងជើង និងប៉ូលខាងត្បូង។ សូមពន្យល់ពីរបៀបកំណត់ប៉ូលនៃមេដែករបារដោយប្រើត្រីវិស័យ។

ប៉េបាហាសាន៖
ដើម្បី​កំណត់​ប៉ូល​នៃ​មេដែក​របារ សូម​ប្រើ​ត្រីវិស័យ។ នេះ​ជា​ជំហាន​នានា៖

1. ដាក់ត្រីវិស័យនៅជិតចុងម្ខាងនៃរបារមេដែក។
2. សង្កេតមើលម្ជុលត្រីវិស័យដែលបង្ហាញទិសខាងជើង និងទិសខាងត្បូង។
៣. ប៉ូលម៉ាញេទិកដែលទាក់ទាញចុងខាងជើងនៃម្ជុលត្រីវិស័យគឺជាប៉ូលខាងត្បូងនៃមេដែក ពីព្រោះប៉ូលខាងជើងនៃម្ជុលត្រីវិស័យ (ដែលតាមពិតគឺជាប៉ូលខាងត្បូងនៃមេដែកត្រីវិស័យ) ត្រូវបានទាក់ទាញដោយប៉ូលខាងត្បូងនៃមេដែក។
៤. ដូចគ្នានេះដែរ សូមរំកិលត្រីវិស័យទៅចុងម្ខាងទៀតនៃមេដែករបារ ហើយធ្វើការសង្កេតម្តងទៀត។ ចុងមេដែកដែលទាក់ទាញប៉ូលខាងត្បូងនៃម្ជុលត្រីវិស័យគឺជាប៉ូលខាងជើងនៃមេដែក ពីព្រោះប៉ូលខាងជើងនៃម្ជុលត្រីវិស័យត្រូវបានទាក់ទាញទៅប៉ូលខាងត្បូងនៃមេដែក។

សំណួរទី 2: ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញខ្សែត្រង់ដែលមានចរន្ត

សំណួរ៖ ខ្សែត្រង់វែងមួយផ្ទុកចរន្តអគ្គិសនី 5A។ ចូរកំណត់ទិសដៅនៃដែនម៉ាញេទិកជុំវិញខ្សែនៅចំណុច 10 សង់ទីម៉ែត្រពីខ្សែ។

ប៉េបាហាសាន៖
ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញខ្សែត្រង់ដែលផ្ទុកចរន្តអាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើច្បាប់ដៃស្តាំ។ ខាងក្រោមនេះជាវិធី៖

1. កាន់ខ្សែដោយដៃស្តាំរបស់អ្នក ដោយប្រើមេដៃរបស់អ្នកចង្អុលបង្ហាញទិសដៅនៃលំហូរចរន្ត (ពីវិជ្ជមានទៅអវិជ្ជមាន)។
2. ទិសដៅនៃកាំដែលរុំជុំវិញខ្សែបង្ហាញពីទិសដៅនៃដែនម៉ាញេទិក។

ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើចរន្តត្រូវបានដឹកនាំឡើងលើ (យោងទៅតាមមេដៃ) នោះនៅចំណុច 10 សង់ទីម៉ែត្រពីខ្សែ ដែនម៉ាញេទិកនឹងវិលក្នុងទិសដៅនៃចលនារបស់ម្រាមដៃស្តាំ៖
– ប្រសិនបើចំណុចនោះនៅពីមុខខ្សែ ដែនម៉ាញេទិកចង្អុលចូលទៅខាងក្នុង (ឆ្ពោះទៅសន្លឹកក្រដាស/អេក្រង់)។
– ប្រសិនបើចំណុចនោះនៅពីក្រោយខ្សែ ដែនម៉ាញេទិកនឹងចង្អុលចេញទៅខាងក្រៅ (ពីសន្លឹកក្រដាស/អេក្រង់)។

សំណួរទី 3: កម្លាំង Lorentz លើភាគល្អិតដែលផ្ទុកចរន្ត

សំណួរ៖ ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក (+1.6 × 10^-19°C) ដែលផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿន 2 × 10^6 ម៉ែត្រ/វិនាទី ចូលទៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក 0.01 T ដែលមានទិសដៅចេញពីទំព័រ។ ចូរកំណត់ទំហំ និងទិសដៅនៃកម្លាំង Lorentz ដែលភាគល្អិតនោះជួបប្រទះ។

ប៉េបាហាសាន៖
កម្លាំង Lorentz លើភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិកអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយសមីការ \(\vec{F} = q\vec{v}\times\vec{B}\)។

– បន្ទុកភាគល្អិត, \(q\) = +1.6 × 10^-19°C
– ល្បឿនភាគល្អិត, \( \vec{v} \) = 2 × 10^6 ម៉ែត្រ/វិនាទី (សន្មតថាឆ្ពោះទៅអ័ក្ស x)
– ដែនម៉ាញេទិក, \( \vec{B} \) = 0.01 T (ចេញពីទំព័រ ឆ្ពោះទៅអ័ក្ស z)

សម្រាប់ទិសដៅនៃកម្លាំង៖

១. ប្រើច្បាប់ដៃស្តាំម្តងទៀតដើម្បីឆ្លងកាត់វ៉ិចទ័រល្បឿន (\( \vec{v} \)) និងដែនម៉ាញេទិក (\( \vec{B} \))។
2. ម្រាមដៃនៃដៃស្តាំដើរតាមទិសដៅនៃល្បឿន (អ័ក្ស x) បត់ម្រាមដៃទៅខាងក្រៅក្រដាស (យោងទៅតាមដែនម៉ាញេទិកនៃអ័ក្ស z) បន្ទាប់មកមេដៃផ្តល់ទិសដៅនៃកម្លាំង Lorentz (អ័ក្ស y)។

ទំហំនៃកម្លាំង Lorentz ψ (F) អាចត្រូវបានគណនាដូចខាងក្រោម៖
\[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin \theta \]
ដោយសារ \( \theta \) = 90° (ល្បឿនកាត់កែងទៅនឹងដែនម៉ាញេទិក)
\[ F = (1.6 x 10^{-19}°C) x(2 x 10^6 ម៉ែត្រ/វិនាទី) x(0.01°T) xsin (90°)]
\[ F = 3.2 \ដង 10^{-21} N \]

ទិសដៅនៃកម្លាំងគឺយោងទៅតាមផ្នត់ម្រាមដៃ (ទៅខាងស្តាំ = អ័ក្ស y វិជ្ជមាន)។

សំណួរទី 4: ដែនម៉ាញេទិកនៅចំកណ្តាលសូលីណូអ៊ីត

សំណួរ៖ គេដឹងថាសូលីណូអ៊ីតវែងមួយមាន 500 ជុំ ដែលមានប្រវែង 0.5 ម៉ែត្រ ដែលមានចរន្ត 2 A។ គណនាទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅចំកណ្តាលសូលីណូអ៊ីត។

ប៉េបាហាសាន៖
ដែនម៉ាញេទិកនៅខាងក្នុងសូលីណូអ៊ីតវែងអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្ត៖
\[ B = \mu_0 n I \]

ឌីម៉ាណា៖
– \( B \): ទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅខាងក្នុងសូលេណូអ៊ីត (Tesla)
– \( \mu_0 \): មេគុណ​ភាព​ជ្រាប​ចូល​ក្នុង​កន្លែង​ទំនេរ (\(4 \pi \គុណ 10^{-7} \: T \cdot m/A\))
– \( n \): ចំនួន​វេន​ក្នុង​មួយ​ឯកតា​ប្រវែង (វេន/ម៉ែត្រ) ដែល​បាន​បង្កើត​ជា \( n = \frac{N}{L} \)
–\( I\): បរិមាណចរន្តដែលហូរកាត់សូលេណូអ៊ីត (អំពែរ)

ដូច្នេះ,
–\( N = 500\)
–\( L = 0.5 ម៉ែត្រ\)
– \( n = \frac{500}{0.5} = 1000 \: វេន/ម៉ែត្រ \)
–\( I = 2A\)

ដូច្នេះ
\[ B = \mu_0 \cdot n \cdot I \]
\[ B = (4 \pi \x10^{-7} T^{-7} m/A) \cdot (1000 \: វេន/ម៉ែត្រ) \cdot 2 A \]
\[ B = 8 \pi \គុណ 10^{-4} T \]
\[ B \ប្រហែល 2.51 \គុណ 10^{-3} T \]

សំណួរទី 5: អាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច

សំណួរ៖ របុំមួយមាន 200 ជុំ ហើយត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិកដែលផ្លាស់ប្តូរពី 0.1 T ទៅ 0.5 T ក្នុងរយៈពេល 0.25 វិនាទី។ គណនាវ៉ុលបង្កើតដែលផលិតនៅក្នុងរបុំ។

ប៉េបាហាសាន៖
អាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយ៖
\[ \mathcal{E} = -N \frac{\Delta \Phi_B}{\Delta t} \]
ឌីម៉ាណា
– \( \mathcal{E} \): វ៉ុល​ដែល​បាន​បង្កើត​ឡើង (វ៉ុល)
– \( N \): ចំនួន​វេន
– \( \Delta \Phi_B \): ការប្រែប្រួលនៃលំហូរម៉ាញេទិក (Wb)
–\( \Delta t\): ការប្រែប្រួលពេលវេលា

ជាមួយ \(\Delta \Phi_B = B \cdot A \); ដែល A ជាផ្ទៃនៃរបុំ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើផ្ទៃមិនផ្លាស់ប្តូរ
\[ \mathcal{E} = -N \cdot \frac{\Delta B \cdot A}{\Delta t} \]

ដោយសារ \(\Delta B = 0.5 T – 0.1 T = 0.4 T \)
បន្ទាប់មក
\[ \mathcal{E} = -200 \cdot \frac{0.4 T \cdot A}{0.25 s} \]
\[ \mathcal{E} = -320 \cdot A \]

ប្រសិនបើមិនមានតំបន់ជាក់លាក់ណាមួយត្រូវបានផ្តល់ឱ្យ (សន្មតថាដូចគ្នា)
តម្លៃនៃអាំងឌុចស្យុងនៅតែអាស្រ័យលីនេអ៊ែរលើ A។

សង្ឃឹមថា ឧទាហរណ៍នៃបញ្ហាម៉ាញ៉េទិចទាំងនេះនឹងជួយអ្នកឱ្យយល់ពីគោលគំនិត និងការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃម៉ាញ៉េទិច។ ទស្សនៈ និងគោលការណ៍ទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាប់លាប់នៅកម្រិតសិក្សាផ្សេងៗគ្នា និងក្នុងការស្រាវជ្រាវស៊ីជម្រៅបន្ថែមទៀត។