Vis magnetica inter duo fila parallela – problemata et solutiones
1. Duo conductores paralleli, currentes I₁ et I₂ portantes , ut in figura infra demonstratur . Quaenam est magnitudo et directio vis magneticae quam ambo conductores patiuntur ? (μ₀ = 4π , 10⁻⁷ Wb.A⁻¹.m⁻¹ )
Notum:
quod electrica current 1 (Ego)1) = 3 Ampera
Cursus electricus 2 (I² ) = 5 Ampere
Permeabilitas spatii liberi (µ o ) = 4π × 10⁻⁷ wb A⁻¹ m⁻¹
Distantia inter ambos conductores (L) = 5 cm = 5 × 10⁻² metra
SE busca: Magnitudo et directio vis magneticae
solution:
Directio cursus electrici in conductore 1 contraria est directioni cursus electrici in conductore 2. Currentes antiparalleli (in directionibus oppositis) vim repulsivam in se invicem exercent.
Magnitudo vis magneticae:
F/l = 6 × 10-5 Newton,
2. Duo fila parallela currentia I portantia1 et ego2 inter se XX cm distant. Quanta est magnitudo vis magneticae quam quisque filum patitur (μ)?o = 4π.10-7 Wb.A-1.m-1)
Notum:
Currens electricus 1 (I1) = 5 Ampera
Cursus electricus 2 (I² ) = 4 Ampere
Permeabilitas spatii liberi (µ o ) = 4π × 10⁻⁷ wb A⁻¹ m⁻¹
Spatium inter ambos fila (L) = 20 cm = 20 × 10-2 metris
SE busca: Magnitudo vis magneticae
solution:
Directio cursus electrici in conductore 1 contraria est directioni cursus electrici in conductore 2. Currentes antiparalleli (in directionibus oppositis) vim repulsivam in se invicem exercent.
Magnitudo vis magneticae:
F/l = 2 × 10-5 Newton,
Viginti quaestiones conceptuales et responsa ad vim magneticam inter duo fila parallela pertinentia:
1. Quaeritur: Quae est causa primaria vis magneticae inter duo fila parallela currentem portantia?
Responsum: Vis magnetica inter duo fila parallela oritur propter campos magneticos productos a currentibus in utroque filo in alterum filum agentibus.
2. Quaeritur: Quomodo directio currentis in duobus filis vim inter ea afficit?
Responsum: Si currentes in eadem directione fluunt, fila se attrahunt. Si currentes in directiones oppositas fluunt, fila se repellunt.
3. Quaeritur: Quaenam est relatio inter distantiam inter fila et vim magneticam?
Responsum: Vis magnetica distantiae inter fila inverse proportionalis est. Cum distantia crescit, vis decrescit.
4. Quaeritur: Quomodo magnitudo currentis in filis vim afficit?
Responsum: Vis directe proportionalis est producto currentium in duobus filis.
5. Quaeritur: Quid vi fit si unum e filis nullum currentem habet?
Responsum: Vis nulla erit quia filum sine currenti campum magneticum non producit qui alterum filum afficiat.
6. Quaeritur: Cur vis magnetica inter duo fila parallela pro vis non-contactu habetur?
Responsum: Vis ex interactione camporum magneticorum eorum, non ex contactu physico directo, oritur.
7. Quaeritur: Quomodo campus magneticus ab uno filo creatus cum distantia variat?
Responsum: Vis campi magnetici decrescit crescente distantia a filo.
8. Quaeritur: Num vis magnetica inter duo fila parallela protegi an impediri potest?
Responsum: Quamquam difficile est campos magneticos omnino protegere, usus materiarum cum alta permeabilitate magnetica effectum camporum in inter se dirigere et minuere potest.
9. Quaeritur: Si duo fila inter se perpendicularia sunt, quomodo vis magnetica inter ea mutatur?
Responsum: Si fila perpendicularia sunt et eorum currentes vias intersecant, non simplicem vim attractivam vel repulsivam in inter se exercebunt sicut fila parallela faciunt.
10. Quaeritur: Quomodo directio vis magneticae in filo currenti perlato determinatur?
Responsum: Directio regula manus dextrae determinari potest: pollicem in directionem currentis dirige, et digiti curvati directionem campi magnetici indicabunt.
11. Quaeritur: Estne vis magnetica inter duo fila parallela vis centralis?
Responsum: Non, non est vis centralis, quia directio et magnitudo vis et ab orientatione relativa et ab separatione filorum pendent.
12. Quaeritur: Num fila vim sentire possunt, etiam si in vacuo posita sint?
Responsum: Ita, vis magnetica inter fila non in medio pendet; in vacuo exstare potest.
13. Quaeritur: Quomodo ampere, unitas fluxus electrici, ad vim inter duo fila refertur?
Responsum: Unum Ampere definitur ut cursus electricus qui, cum in duobus conductoribus parallelis infinitae longitudinis et uno metro inter se distantibus in vacuo fluit, vim 2 × 10^(-7) Newtonorum per metrum longitudinis inter fila efficit.
14. Quaeritur: Num materia filorum vim magneticam inter ea afficit?
Responsum: Materia filorum vim directe non afficit. Vis a currente et distantia inter fila pendet.
15. Quaeritur: Quod est munus permeabilitatis spatii liberi (μ₀) in vi inter duo fila parallela?
Responsum: Permeabilitas spatii liberi est constans quae vim campi magnetici cum currenti eum efficiente refert et in formula vim inter duo fila currentem portantia apparet.
16. Quaeritur: Possuntne vires magneticae in filis opus facere?
Responsum: Dum vires magneticae vim in filum currentem ferentem exercere possunt, opus non faciunt, quia perpendiculariter ad directionem motus agunt.
17. Quaeritur: Quomodo longitudines filorum vim magneticam inter ea afficiunt?
Responsum: Vis proportionalis est longitudinibus filorum quae parallela et inter se propinqua sunt.
18. Quaeritur: Suntne ullae applicationes vel consequentiae in vita reali vis magneticae inter fila parallela?
Responsum: Ita, in circuitibus electricis, praesertim iis cum magnis currentibus, commercium magneticum inter fila eos movere potest, quod in consilio considerandum est.
19. Quaeritur: Si unum filum in ansam convolvitur, quomodo vim magneticam afficit?
Responsum: Filum convolutum, sive solenoid, campum magneticum validiorem quam filum rectum producit, vim inter illud et alterum filum mutans.
20. Quaeritur: Num vires magneticae inter fila parallela ad mensurandum fluxum electricum adhiberi possunt?
Responsum: Ita, instrumenta sicut libra currentis vim magneticam inter fila adhibent ad currentem metiendum, aequando eum vi mechanicae notae.
Intellectus vis magneticae inter fila parallela fundamentalis est in electromagnetismo et implicationes habet in designio circuituum, electronica, et arte electrica.
