Ohatra amin'ny fanontaniana fifanakalozan-kevitra momba ny tariby boribory mitondra herinaratra
Pendahuan
Singa tena ilaina amin'ny fampiharana maro amin'ny fizika sy ny injeniera elektrika ny tariby mihodinkodina mitondra herinaratra. Ny fahatakarana ny foto-kevitra fototra sy ny kajy momba ny saha magnetika vokarin'ity tariby ity dia tena ilaina amin'ny sehatra isan-karazany, manomboka amin'ny famolavolana motera elektrika ka hatramin'ny sensor saha magnetika. Ity lahatsoratra ity dia mikaroka olana ohatra maromaro sy ny vahaolana amin'izany mba hanampiana ny mpamaky hahatakatra ny foto-kevitra fototra momba ny tariby mihodinkodina mitondra herinaratra.
Saha magnetika amin'ny alalan'ny tariby mihodinkodina
Lalàna Biot-Savart
Ny lalàn'i Biot-Savart no fototry ny fikajiana ny saha magnetika manodidina ny tariby mitondra herinaratra. Ny fandrafetana fototra ny lalàn'i Biot-Savart dia toy izao manaraka izao:
\[
d\mathbf{B} = \frac{\mu_0}{4\pi} \cdot \frac{I d\mathbf{l} \times \mathbf{\hat{r}}}{r^2}
\]
Aiza:
– \( \mathbf{B} \) dia ny saha magnetika
– \( \mu_0 \) dia ny fahafahan'ny banga miditra (\( 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \))
– \( I \) dia ny fikorianan'ny herinaratra
– Singa kely amin'ny tariby ny \( d\mathbf{l} \)
– \( \mathbf{\hat{r}} \) dia vektôra iray eo amin'ny lalana manomboka amin'ny singa tariby mankany amin'ny teboka fandinihana
– \( r \) dia ny elanelana misy eo amin'ny singa tariby sy ny teboka fandinihana
Tariby mihodinkodina tokana
Ny saha magnetika eo afovoan'ny tadivavarana tariby boribory misy radius \( R \) sy courant \( I \) dia:
\[
B = \frac{\mu_0 I}{2R}
\]
Ohatra amin'ny Fanontaniana 1
Fanontaniana: Kajy ny saha magnetika eo afovoan'ny tadivavarana tariby manana savaivony 10 sm mitondra herinaratra 5 A.
Dinika:
Ampiasao ny raikipohy momba ny saha magnetika ho an'ny tadivavarana tokana,
\[
B = \frac{\mu_0 I}{2R}
\]
Aiza:
– \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \)
– \( I = 5 \ \text{A} \)
– \( R = 0.1 \ \text{m} \) (satria 10 sm = 0.1 m)
Amin'ny fanoloana ireo soatoavina ireo,
\[
B = 4/pi x 10^-7 x 5}{2 x 0.1}
\]
\[
B = 20 pi x 10^{-7}}{0.2}
\]
\[
B = 2\pi x 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = 6.28 x 10^{-6} \ \text{T}
\]
Noho izany, ny saha magnetika eo afovoan'ny tadivavarana tariby dia \( 6.28 \ \mu T \).
Ohatra amin'ny Fanontaniana 2
Fanontaniana: Bobongolo misy fihodinana 20 miaraka amin'ny radius 10 sm dia mitondra herinaratra 5 A. Kajy ny saha magnetika eo afovoan'ny bobongolo.
Dinika:
Ny saha magnetika ho an'ny coil misy fihodinana N dia:
\[
B = \frac{\mu_0 NI}{2R}
\]
Aiza:
– \( N = 20 \)
– \( I = 5 \ \text{A} \)
– \( R = 0.1 \ \text{m} \)
– \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \)
Amin'ny fanoloana ireo soatoavina ireo,
\[
B = 4/pi x 10^-7 x 20 x 5}{2 x 0.1}
\]
\[
B = 400 pi x 10^{-7}}{0.2}
\]
\[
B = 20\pi x 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = 62.8 x 10^{-6} \ \text{T}
\]
Noho izany, ny saha magnetika eo afovoan'ny coil dia \( 62.8 \ \mu T \).
Tariby boribory amin'ny zoro iray
Raha tapahina amin'ny zoro ny tadivavarana misy herinaratra, dia hamokatra saha magnetika hafa io ampahan'ny tadivavarana io. Ohatra, ho an'ny antsasaky ny faribolana, ny saha magnetika dia antsasaky ny saha magnetika feno, izay mitaky fampidirana fanampiny ho an'ny vahaolana sarotra.
Ohatra amin'ny Fanontaniana 3
Fanontaniana: Kajy ny saha magnetika eo afovoan'ny tariby boribory izay mihodina antsasaky ny faribolana (180 degre) ihany, miaraka amin'ny radius 10 sm ary courant 5 A.
Dinika:
Ho an'ny antsasaky ny faribolana, ny saha magnetika eo afovoany dia antsasaky ny saha magnetika feno:
\[
B = \frac{1}{2} \cdot \frac{\mu_0 I}{2R}
\]
Aiza:
– \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \)
– \( I = 5 \ \text{A} \)
– \( R = 0.1 \ \text{m} \)
Amin'ny fanoloana ireo soatoavina ireo,
\[
B = \frac{1}{2} \cdot \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2 \times 0.1}
\]
\[
B = \frac{1}{2} \times 2\pi \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = \pi x 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = 3.14 x 10^{-6} \ \text{T}
\]
Noho izany, ny saha magnetika eo afovoan'ny tariby antsasa-paribolana dia \( 3.14 \ \mu T \).
Penutup
Amin'ny alalan'ireo ohatra etsy ambony ireo dia antenaina fa hahazo fahatakarana tsara kokoa momba ny fomba fikajiana ny saha magnetika vokarin'ny tariby mihodinkodina mitondra herinaratra ny mpamaky. Tena ilaina amin'ny fampiharana ara-teknolojia isan-karazany sy fikarohana siantifika io fahatakarana io, indrindra eo amin'ny sehatry ny elektromagnetisma sy ny injeniera elektrika.
