ឧទាហរណ៍សំណួរពិភាក្សាអំពីដែនម៉ាញេទិក

ឧទាហរណ៍សំណួរពិភាក្សាអំពីដែនម៉ាញេទិក

ដែនម៉ាញេទិក គឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលពិពណ៌នាអំពីរបៀបដែលកម្លាំងម៉ាញេទិកមានអន្តរកម្មជាមួយវត្ថុធាតុដែលមានម៉ាញេទិក ឬបន្ទុកអគ្គិសនីដែលកំពុងធ្វើចលនា។ ការរៀនអំពីដែនម៉ាញេទិកគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ ពីព្រោះវាមានកម្មវិធីយ៉ាងទូលំទូលាយ ចាប់ពីឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច រហូតដល់ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រ និងអាកាសចរណ៍។ អត្ថបទនេះនឹងពិភាក្សាអំពីឧទាហរណ៍ជាច្រើននៃការរៀនសំណួរអំពីដែនម៉ាញេទិក រួមជាមួយនឹងការពិភាក្សា និងដំណោះស្រាយរបស់វា ដែលយើងសង្ឃឹមថានឹងជួយអ្នកឱ្យស្ទាត់ជំនាញគោលគំនិតនេះកាន់តែប្រសើរ។

ការយល់ដឹងអំពីដែនម៉ាញេទិក

ជាទូទៅ ដែនម៉ាញេទិកអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍ ឬចរន្តអគ្គិសនីដែលហូរក្នុងខ្សែ។ កម្លាំងដែនម៉ាញេទិកនៅចំណុចមួយត្រូវបានគណនាដោយប្រើច្បាប់ Biot-Savart ឬច្បាប់អំពែរ អាស្រ័យលើកាលៈទេសៈជាក់លាក់។ ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានតាងដោយវ៉ិចទ័រ B និងមានឯកតា Tesla (T)។

សំណួរគំរូ និងការពិភាក្សា

សំណួរទី 1: ដែនម៉ាញេទិកនៅចំកណ្តាលរង្វង់ដែលមានចរន្ត

សំណួរ៖ គណនាទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅចំកណ្តាលនៃខ្សែរង្វង់ដែលមានកាំ R និងផ្ទុកចរន្ត I។

ប៉េបាហាសាន៖

ដែនម៉ាញេទិកនៅចំកណ្តាលនៃខ្សែរង្វង់អាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើច្បាប់ Biot-Savart ដែលចែងថា៖

\[ B = \frac{\mu_0 I}{2R} \]

កន្លែងណា៖
– \( \mu_0 \) = ភាពជ្រាបចូលនៃខ្យល់ក្នុងសុញ្ញកាស ( \( \mu_0 = 4\pi \ដង 10^{-7} \, \text{T m/A} \))
–I = ចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងសៀគ្វី
- R = កាំនៃរង្វង់

ឧបមាថា R = 0,1 m និង I = 5 A នោះទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅចំកណ្តាលនៃរង្វិលជុំគឺ៖

\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2 \times 0,1} = \frac{2\pi \times 10^{-6}}{0,1} = 2\pi \times 10^{-5} \, \text{T} \]

ដូច្នេះ ទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅចំកណ្តាលនៃរង្វិលជុំគឺប្រហែល \( 6,28 \x10^{-5} \, \text{T} \)។

សំណួរទី 2: ដែនម៉ាញេទិកតាមបណ្តោយខ្សែត្រង់ដែលមានចរន្ត

សំណួរ៖ កំណត់ដែនម៉ាញេទិកនៅចម្ងាយ d ពីខ្សែត្រង់វែងមួយដែលផ្ទុកចរន្ត I។

ប៉េបាហាសាន៖

ដើម្បីបញ្ជាក់ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញខ្សែដែលមានចរន្តត្រង់ យើងប្រើច្បាប់អំពែរ ដែលត្រូវបានចែងថា៖

\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi d} \]

កន្លែងណា៖
– \( \mu_0 \) = ភាពជ្រាបចូលនៃខ្យល់ក្នុងសុញ្ញកាស
–I = ចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងខ្សែ
-d = ចម្ងាយពីខ្សែ

ឧបមាថា I = 10 A និង d = 0,02 m បន្ទាប់មក៖

\[ B = \frac{4\pi \x10^{-7} \x10}{2\pi \x0,02} = \frac{4\x10^{-6} \x10}{0,02} = 2\x10^{-4} \, \text{T} \]

ដូច្នេះ ទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅចម្ងាយ 0,02 ម៉ែត្រពីខ្សែគឺ \( 2 \x10^{-4} \, \text{T} \)។

សំណួរទី 3: ដែនម៉ាញេទិករវាងខ្សែពីរដែលផ្ទុកចរន្តស្របគ្នា

សំណួរ៖ ខ្សែពីរដែលផ្ទុកចរន្តស្របគ្នាត្រូវបានបំបែកដោយចម្ងាយ d ហើយខ្សែនីមួយៗផ្ទុកចរន្ត I1 និង I2។ កំណត់ដែនម៉ាញេទិកនៅចំណុចកណ្តាលរវាងខ្សែទាំងពីរ។

ប៉េបាហាសាន៖

ដើម្បីគណនាដែនម៉ាញេទិកនៅចំណុចកណ្តាលរវាងខ្សែពីរ យើងត្រូវគិតគូរពីទិសដៅ និងទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកដែលផលិតដោយខ្សែនីមួយៗ។

ឧបមាថា I1 = 5 A និង I2 = 10 A ហើយចម្ងាយរវាងខ្សែទាំងពីរគឺ 0,1 ម៉ែត្រ។ បន្ទាប់មកចម្ងាយពីចំណុចកណ្តាលទៅខ្សែនីមួយៗគឺ 0,05 ម៉ែត្រ។ ដោយផ្អែកលើច្បាប់អំពែរ៖

ដែនម៉ាញេទិកនៃខ្សែ 1 (B1) នៅចំណុចកណ្តាល៖

\[ B_1 = \frac{\mu_0 I_1}{2\pi (d/2)} = \frac{4\pi \xeb 10^{-7} \xeb 5}{2\pi \xeb 0,05} = 2\xeb 10^{-5} \, \text{T} \]

ដែនម៉ាញេទិកនៃខ្សែ 2 (B2) នៅចំណុចកណ្តាល៖

\[ B_2 = \frac{\mu_0 I_2}{2\pi (d/2)} = \frac{4\pi \xeb 10^{-7} \xeb 10}{2\pi \xeb 0,05} = 4\xeb 10^{-5} \, \text{T} \]

ដោយសារដែនម៉ាញេទិកទាំងពីរស្ថិតនៅក្នុងទិសដៅផ្ទុយគ្នានៅចំណុចកណ្តាល ទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកសរុបនៅចំណុចកណ្តាលគឺជាភាពខុសគ្នារវាង B2 និង B1៖

\[ B_{\text{total}} = B_2 – B_1 = 4 \x10^{-5} – 2 \x10^{-5} = 2 \x10^{-5} \, \text{T} \]

ដូច្នេះ ទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅចំណុចកណ្តាលរវាងខ្សែទាំងពីរគឺ \( 2 \x10^{-5} \, \text{T} \)។

សំណួរទី 4: ដែនម៉ាញេទិកនៅក្នុងស្នូលនៃសូលេណូអ៊ីត

សំណួរ៖ គណនាដែនម៉ាញេទិកនៅខាងក្នុងសូលីណូអ៊ីតវែងមួយដែលមាន n ជុំក្នុងមួយឯកតាប្រវែង និងផ្ទុកចរន្ត I។

ប៉េបាហាសាន៖

ចំពោះសូលេណូអ៊ីតវែង ដែនម៉ាញេទិកនៅក្នុងសូលេណូអ៊ីតស្ទើរតែថេរ ហើយត្រូវបានគណនាដោយប្រើសមីការ៖

\[ B = \mu_0 n I \]

កន្លែងណា៖
– \( \mu_0 \) = ភាពជ្រាបចូលនៃខ្យល់ក្នុងសុញ្ញកាស
– n = ចំនួនវេនក្នុងមួយម៉ែត្រ
–I = ចរន្តអគ្គិសនី

ឧបមាថាសូលីណូអ៊ីតមាន 1000 ជុំក្នុងមួយម៉ែត្រ ហើយចរន្ត 2 A ហូរ នោះ៖

\[ B = 4\pi \ដង 10^{-7} \ដង 1000 \ដង 2 = 8\pi \ដង 10^{-4} \, \text{T} \]
\[ B = 8 \ដង 3.14 \ដង 10^{-4} = 25.12 \ដង 10^{-4} \, \text{T} \]

ដូច្នេះ ដែនម៉ាញេទិកនៅខាងក្នុងសូលីណូអ៊ីតគឺប្រហែល 2.51 x 10^{-3} \, \text{T} \)។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ការយល់ដឹងអំពីដែនម៉ាញេទិកគឺជាគន្លឹះនៃការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាទំនើបជាច្រើន។ តាមរយៈឧទាហរណ៍ទាំងនេះ អ្នកអានសង្ឃឹមថានឹងទទួលបានការយល់ដឹងកាន់តែច្បាស់អំពីរបៀបដែលដែនម៉ាញេទិកដំណើរការក្នុងបរិបទផ្សេងៗ ដូចជារង្វិលជុំខ្សែរាងជារង្វង់ ខ្សែត្រង់ ខ្សែស្របគ្នាពីរ និងសូលីណូអ៊ីត។ ការអនុវត្តជាបន្តបន្ទាប់ជាមួយនឹងបញ្ហា និងលក្ខខណ្ឌជាច្រើននឹងពង្រឹងគោលគំនិតនេះបន្ថែមទៀត។