Nimûneyên Pirsên ku Li Ser Hêza Magnetîk Gotûbêj Dikin
Hêza manyetîk yek ji çar hêzên bingehîn ên fîzîkê ye û di gelek diyardeyên xwezayî û teknolojiya nûjen de roleke girîng dilîze. Têgihîştina vê têgehê têgihîştineke kûr a manyetîk, qadên manyetîk, qanûnên elektromanyetîkê û sepandinên wê yên pratîkî di jiyana rojane de hewce dike. Ev gotar dê çend mînakên pirsgirêkên têkildarî hêza manyetîk nîqaş bike, digel nîqaşên berfireh da ku alîkariya xwendevanan bike ku têgehê çêtir fam bikin.
Têgihîştina Hêza Magnetîk
Berî ku em li ser vê pirsgirêkê nîqaş bikin, girîng e ku em bingehên hêza manyetîk fam bikin. Hêza manyetîk hêzek e ku ji hêla zeviyek manyetîk ve çêdibe û li ser tevgera perçeyên barkirî yên elektrîkê an jî tiştên manyetîk tevdigere. Zeviya manyetîk bi xwe qadeke ku hêza manyetîk lê dikare were hîskirin e. Mirov dikare hêza manyetîk hîs bike dema ku du manyetîk nêzîkî hev bibin an jî dema ku tiştekî barkirî yê elektrîkê di zeviyek manyetîk de were danîn.
Qada magnetîkî bi xetên qada magnetîkî yên ku ji qutba bakur derdikevin û dikevin qutba başûr tê nîşandan. Wekî din, qutbên magnetîkî yên cîran ên bi qutbên dijberî hevdu dikişînin, lê qutbên wekhev hevdu dûr dixin.
Pirsên Nimûne û Gotûbêj
Pirsa 1: Qada Magnetîk li Dora Têlek Rast
Têlek dirêj û rasterast herikek 5 A hildigire. Mezinahiya qada manyetîk a li dûriya 0,2 m ji têlê diyar bike.
Nîqaş:
Ji bo dîtina mezinbûna zeviya magnetîkî ya li dora têlek rast a ku herikîna elektrîkê hildigire, em dikarin qanûna Biot-Savart bikar bînin, lê di vê rewşê de karanîna qanûna Ampere hêsantir e:
Zeviya magnetîkî (B) li dora têlek dirêj û rast dikare bi karanîna formula jêrîn were hesibandin:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
Dîmana:
– \( \mu_0 \) permeabilîteya valahiyê ye (\( 4 \pi \times 10^{-7} \, T \cdot m/A \))
– \( I \) hêza niha ye (A)
– \( r \) dûrahiya têlê ye (m)
Bi nirxên hatine dayîn:
– (Ez = 5, A)
– (r = 0,2, m)
Van nirxan di formulê de biguhezînin:
\[
B = \frac{4\pi caran 10^{-7} caran 5}{2\pi caran 0,2}
\]
Asankirin:
\[
B = \frac{4\pi caran 10^{-7} caran 5}{2\pi caran 0,2} \rightarrow
B = \frac{4 caran 5 caran 10^{-7}}{2 caran 0,2} \rightarrow
B = \frac{20 \times 10^{-7}}{0,4} = 5 \times 10^{-6} \, T \] an jî \(5 \, \mu T \) (mîkrotesla).
Pirsa 2: Hêza Lorentz li ser Perçeyên Barkirî
Perçeyek bi barkêşa pozîtîf (q = 1, mu C) (mîkroCoulomb) ku bi leza (v = 2 caran 10^4, m/s) tevdigere, dikeve nav zeviyeke manyetîk a homojen ku enduksîyona manyetîk (B = 0,5, T) li gorî rêça leza perpendîkular e. Hêza manyetîk a ku ji hêla perpendîkuler ve tê hîskirin hesab bike.
Nîqaş:
Hêza manyetîk (hêza Lorentz) ku ji hêla perçeyek barkirî ve tê hîskirin dikare bi karanîna formula jêrîn were hesibandin:
\[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) \]
Dîmana:
– \(q \) barkê elektrîkê ye (C)
– \( v \) leza perçeyan e (m/s)
– \( B \) qada manyetîk e (T)
– \( \theta \) goşeya di navbera leza û arasteya zeviya magnetîkî de ye
Di vê rewşê de, zeviya magnetîkî bi leza perçeyê re perpendîkular e, ji ber vê yekê
\(\theta = 90^\circ\) û \(\sin(90^\circ) = 1\).
Dayîn:
– (q = 1, C = 1 caran 10^{-6}, C)
– (v = 2 caran 10^4, m/s)
– ( B = 0,5 , T )
Van nirxan di formulê de biguhezînin:
\[
F = 1 caran 10^{-6} 2 caran 10^4 0,5 caran 1]
Asankirin:
\[
F = 1 caran 10^{-6} caran 10^4 caran 1 = 10^{-6} caran 0,5 = 10^{-6} caran 0,5 = 1 caran 10^{-6} N
\]
Pirsa 3: Qada Magnetîk li Xala Navendî ya Çerxek Têl
Anteneke (çember) dorhêlî bi nîv-tîrêjê 10 cm bi herikeke 3 A tê dabînkirin. Mezinahiya zeviya manyetîk a li navenda dorhêlê çend e?
Nîqaş:
Zeviya manyetîk a li navenda çembera têla hilgirê herikînê dikare bi karanîna formula jêrîn were hesibandin:
\[
B = \frac{\mu_0 I}{2r}
\]
Dîmana:
– \( \mu_0 \) permeabilîteya valahiyê ye (\( 4 \pi \times 10^{-7} \, T \cdot m/A \))
– \( I \) hêza niha ye (3 A)
– \( r \) nîvkada firehiyê ye (10 cm = 0,1 m)
Van nirxan di formulê de biguhezînin:
\[
B = \frac{4\pi caran 10^{-7} caran 3}{2 caran 0,1}
\]
Asankirin:
\[
B = \frac{4\pi caran 10^{-7} caran 3}{0,2} = \frac{12\pi caran 10^{-7}}{0,2} = 60 caran 10^{-7}, T
\[ B = 6 \times 10^{-6} \, T \] an jî \(6 \, \mu T \) (mîkrotesla).
Xelasî
Têgihîştina hêzên manyetîk ji bo fîzîkê û sepandina wê di gelek teknolojiyên nûjen de pir girîng e. Bi rêya mînakên ku li jor hatine nîqaşkirin, em dikarin bibînin ka têgehên bingehîn ên wekî zeviyên manyetîk, qanûna Ampère, û hêza Lorentz çawa di rewşên cîhana rastîn de têne sepandin. Pratîka domdar a çareserkirina pirsgirêkên weha dê di kûrkirina têgihîştina we û baştirkirina jêhatîyên we di fîzîka manyetîk de pir alîkar be.
Tê payîn ku ev gotar wêneyekî zelal ê çawaniya xebata hêzên magnetîkî û çawaniya analîzkirina pirsgirêkên têkildarî vê têgehê bi kûrahî û hûrgilî peyda bike.
