ຕົວຢ່າງຂອງຄຳຖາມສົນທະນາ Solenoid

ຕົວຢ່າງຂອງຄຳຖາມສົນທະນາ Solenoid

ໂຊເລນອຍແມ່ນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນໃນການນຳໃຊ້ໄຟຟ້າ ແລະ ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຫຼາຍຢ່າງ, ຕັ້ງແຕ່ອຸປະກອນການແພດຈົນເຖິງເຄື່ອງຈັກອຸດສາຫະກຳ. ກ່ອນທີ່ພວກເຮົາຈະເຂົ້າໄປໃນຄຳຖາມ ແລະ ການສົນທະນາ, ກ່ອນອື່ນໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈວ່າໂຊເລນອຍແມ່ນຫຍັງ ແລະ ມັນເຮັດວຽກແນວໃດ.

ເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບ Solenoid

ໂຊເລນອຍ ແມ່ນຂົດລວດ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວມີຮູບຮ່າງຄ້າຍຄືກະບອກຍາວ. ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານໂຊເລນອຍ, ມັນຈະສ້າງສະໜາມແມ່ເຫຼັກພາຍໃນມັນ. ສະໜາມແມ່ເຫຼັກນີ້ສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອຈຸດປະສົງຕ່າງໆ, ເຊັ່ນ: ການເຄື່ອນຍ້າຍລູກສູບໃນໂຊເລນອຍໄຟຟ້າກົນຈັກ, ຫຼື ເພື່ອສ້າງສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ເປັນເອກະພາບໃນການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການນຳໃຊ້ດ້ານວິຊາການບາງຢ່າງ.

ລັກສະນະທີ່ສຳຄັນອັນໜຶ່ງຂອງໂຊເລນອຍແມ່ນສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ມັນຜະລິດອອກມາ. ສະໜາມແມ່ເຫຼັກພາຍໃນໂຊເລນອຍທີ່ຍາວ ແລະ ແໜ້ນໜາແມ່ນເກືອບເປັນເອກະພາບ. ສົມຜົນທີ່ອະທິບາຍສະໜາມແມ່ເຫຼັກ B ພາຍໃນໂຊເລນອຍທີ່ເໝາະສົມແມ່ນ:

\[ B = \mu_0 \cdot n \cdot I \]

ຢູ່ໃສ:
– \( B \) ແມ່ນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ,
- \( \mu_0 \) ແມ່ນຄວາມຊຶມຜ່ານສູນຍາກາດ (\( 4\pi \times 10^{-7} \) T m/A),
- \( n \) ແມ່ນຈຳນວນຮອບຕໍ່ໜ່ວຍຄວາມຍາວ (ຮອບ/ມ),
-\(I\) ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄຫຼຜ່ານໂຊລີໂນອີນ.

ສະໜາມແມ່ເຫຼັກນີ້ແມ່ນສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄຫຼ ແລະ ຈຳນວນຮອບຕໍ່ໜ່ວຍຄວາມຍາວ, ແລະ ໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກຄຸນສົມບັດຂອງຕົວກາງທີ່ໂຊລີນອຍຕັ້ງຢູ່, ໃນກໍລະນີນີ້ແມ່ນອາກາດ ຫຼື ສູນຍາກາດ.

ຄຳຖາມທີ 1: ການຄິດໄລ່ສະໜາມແມ່ເຫຼັກພາຍໃນໂຊລີນອຍ

ຄຳຖາມ:
ໂຊເລນອຍມີ 1000 ຮອບ ແລະ ຍາວ 0,5 ແມັດ. ຖ້າກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄຫຼຜ່ານໂຊເລນອຍແມ່ນ 2 ແອມແປ, ໃຫ້ຄິດໄລ່ສະໜາມແມ່ເຫຼັກພາຍໃນໂຊເລນອຍ.

ເປບບາຮາຊານ:
ກ່ອນອື່ນໝົດ, ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງຄິດໄລ່ຈຳນວນຮອບຕໍ່ໜ່ວຍຄວາມຍາວ (n):

\[ n = \frac{N}{L} = \frac{1000}{0,5} = 2000 \, \text{turns/m} \]

ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໃຫ້ໃຊ້ສູດສະໜາມແມ່ເຫຼັກ solenoid:

\[ B = \mu_0 \cdot n \cdot I \]

\[
B = (4\pi\x10^{-7}) x 2000 x 2
= 8\pi ຄູນ 10^{-4} \, \text{T}
\]

\[
B \ປະມານ 2,51 \ຄູນ 10^{-3} \, \text{T}
\]

ສະນັ້ນ, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກພາຍໃນໂຊລີນອຍແມ່ນປະມານ \( 2,51 \ຄູນ 10^{-3} \, \text{T} \) ຫຼື 2,51 mT (ມິນລິເທສລາ).

ຄຳຖາມທີ 2: ການຄິດໄລ່ແຮງ Lorentz ເທິງສາຍໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກຂອງ Solenoid

ຄຳຖາມ:
ພາຍໃນໂຊລີໂນໄລນ໌ທີ່ຜະລິດສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ∑(2,51 \times 10^{-3} \, \text{T} \), ມີສາຍຊື່ຍາວ 0,2 ແມັດ ເຊິ່ງມີກະແສໄຟຟ້າ 3 ແອມແປຣ໌ ຕັ້ງສາກກັບສະໜາມແມ່ເຫຼັກ. ຈົ່ງຄິດໄລ່ແຮງລໍເຣນຊ໌ທີ່ກະທຳຕໍ່ສາຍ.

ເປບບາຮາຊານ:
ແຮງ Lorentz ທີ່ກະທຳຕໍ່ສາຍໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:

\[ F = I \cdot L \cdot B \]

ຢູ່ໃສ:
– \( F \) ແມ່ນແຮງ Lorentz,
- \(I\) ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າ,
– \(L\) ແມ່ນຄວາມຍາວຂອງສາຍ,
- \( B \) ແມ່ນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ.

ພວກເຮົາແທນຄ່າທີ່ກຳນົດໃຫ້:

\[ F = 3 x 0,2 x 2,51 x 10^{-3} \]

\[ F = 1,506 \ຄູນ 10^{-3} \, \text{N} \]

ສະນັ້ນ, ແຮງ Lorentz ທີ່ກະທຳຕໍ່ສາຍແມ່ນ \(1,506 \times 10^{-3} \, \text{N} \).

ຄຳຖາມທີ 3: ພະລັງງານແມ່ເຫຼັກໃນໂຊລີນອຍ

ຄຳຖາມ:
ພະລັງງານແມ່ເຫຼັກຖືກເກັບໄວ້ໃນໂຊລີໂນອີນຍາວ 1 ແມັດ ມີລັດສະໝີ 0,05 ແມັດ, ມີ 1000 ຮອບ, ແລະ ມີກະແສໄຟຟ້າ 2 ແອມແປເທົ່າໃດ?

ເປບບາຮາຊານ:
ພະລັງງານແມ່ເຫຼັກໃນ solenoid ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:

\[ U = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2 \]

ບ່ອນທີ່ \( L \) ແມ່ນຄວາມດຸ່ນດ່ຽງຂອງໂຊເລນອຍ. ຄວາມດຸ່ນດ່ຽງຂອງໂຊເລນອຍ (\( L \)) ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດ:

\[ L = \mu_0 \cdot \frac{N^2 \cdot A}{l} \]

ກັບ:
– \( N \) ແມ່ນຈຳນວນຮອບ,
– \( A \) ແມ່ນພື້ນທີ່ຕັດຂວາງຂອງ solenoid,
–\(l\) ແມ່ນຄວາມຍາວຂອງໂຊເລນອຍ.

ພື້ນທີ່ຕັດຂວາງ \(A\):

\[ A = \pi r^2 \]
\[ A = \pi (0,05)^2 = 7,85 \ຄູນ 10^{-3} \, \text{m}^2 \]

ຄວາມໜ่วงเหนี่ยวนำ \(L\):

\[
L = (4\pi x 10^{-7}) x frac{1000^2 x 7,85 x 10^{-3}}}{1}
\]
\[
L \ປະມານ 9,87 \ຄູນ 10^{-3} \, \text{H}
\]

ພະລັງງານແມ່ເຫຼັກ \(U\):

\[
U = \frac{1}{2} \cdot 9,87 \cdot 10^{-3} \cdot (2)^2
\]
\[
U = 1,97 ຄູນ 10^{-2} \, \text{J}
\]

ດັ່ງນັ້ນ, ພະລັງງານແມ່ເຫຼັກທີ່ເກັບໄວ້ໃນໂຊລີນອຍແມ່ນ \(1,97 \times 10^{-2} \, \text{J} \) ຫຼື 19,7 mJ (ມິນລິຈູນ).