Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny sehatra magnetika
Ny saha magnetika dia foto-kevitra fototra amin'ny fizika izay mamaritra ny fomba ifandraisan'ny hery magnetika amin'ny fitaovana misy magnetika na ny fiampangana herinaratra mihetsika. Tena zava-dehibe ny fianarana momba ny saha magnetika satria manana fampiharana midadasika izy io, manomboka amin'ny fitaovana elektronika ka hatramin'ny fitsaboana sy ny fiaramanidina. Ity lahatsoratra ity dia hiresaka ohatra maromaro amin'ny fanontaniana momba ny saha magnetika miaraka amin'ny fifanakalozan-kevitra sy ny vahaolana momba azy ireo, izay antenainay fa hanampy anao hahafehy tsara kokoa ity foto-kevitra ity.
Fahatakarana ny Saha Magnetika
Amin'ny ankapobeny, ny saha magnetika dia azo avy amin'ny andriamby maharitra na ny herinaratra mikoriana ao anaty tariby. Ny tanjaky ny saha magnetika amin'ny teboka iray dia kajy amin'ny fampiasana ny lalàn'i Biot-Savart na ny lalàn'i Ampere, arakaraka ny toe-javatra manokana. Ny saha magnetika dia asehon'ny vector B ary manana singa Tesla (T).
Fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra santionany
Fanontaniana 1: Saha andriamby eo afovoan'ny faribolana mitondra herinaratra
Fanontaniana: Kajy ny haben'ny saha magnetika eo afovoan'ny tariby boribory misy radius R ary mitondra courant I.
Dinika:
Azo kajy amin'ny alalan'ny lalàn'i Biot-Savart izay milaza hoe: ny saha magnetika eo afovoan'ny tadivavarana boribory dia azo kajiana:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2R} \]
Aiza:
– \( \mu_0 \) = fahafahan'ny zavatra miditra amin'ny banga ( \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \) )
– I = courant elektrika ao amin'ny loop
– R = radius an'ny tadivavarana
Aoka hatao hoe R = 0,1 m ary I = 5 A, dia toy izao ny haben'ny saha magnetika eo afovoan'ny tadivavarana:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2 \times 0,1} = \frac{2\pi \times 10^{-6}}{0,1} = 2\pi \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Noho izany, ny haben'ny saha magnetika eo afovoan'ny tadivavarana dia eo amin'ny \( 6,28 \times 10^{-5} \, \text{T} \).
Fanontaniana 2: Saha andriamby eo amin'ny tariby mitondra herinaratra mahitsy
Fanontaniana: Fantaro ny saha magnetika amin'ny halavirana d avy amin'ny tariby lava mahitsy mitondra herinaratra I.
Dinika:
Mba hanamarinana ny saha magnetika manodidina ny tariby mitondra herinaratra mahitsy, dia mampiasa ny lalàn'i Ampere isika, izay voalaza toy izao:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi d} \]
Aiza:
– \( \mu_0 \) = fahafahan'ny banga miditra
– I = herinaratra mikoriana ao anaty tariby
- d = elanelana amin'ny tariby
Aoka hatao hoe I = 10 A ary d = 0,02 m, dia:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10}{2\pi \times 0,02} = \frac{4 \times 10^{-6} \times 10}{0,02} = 2 \times 10^{-4} \, \text{T} \]
Noho izany, ny haben'ny saha magnetika amin'ny halavirana 0,02 metatra miala amin'ny tariby dia \( 2 \times 10^{-4} \, \text{T} \).
Fanontaniana 3: Saha andriamby eo anelanelan'ny tariby roa mitondra herinaratra mifanitsy
Fanontaniana: Tariby roa mitondra onja mifanitsy no misaraka amin'ny halavirana d ary samy mitondra onja I1 sy I2 avy izy ireo. Fantaro ny saha magnetika eo afovoan'ny tariby roa.
Dinika:
Mba hikajiana ny saha andriamby eo afovoan'ny tariby roa, dia tsy maintsy raisintsika an-tsaina ny lalana sy ny haben'ny saha andriamby vokarin'ny tariby tsirairay.
Aoka hatao hoe I1 = 5 A sy I2 = 10 A, ary 0,1 m ny elanelana misy eo amin'ireo tariby roa. Dia 0,05 m ny elanelana manomboka eo afovoany ka hatrany amin'ny tariby tsirairay. Mifototra amin'ny lalàn'i Ampere:
Saha magnetika an'ny tariby 1 (B1) eo afovoany:
\[ B_1 = \frac{\mu_0 I_1}{2\pi (d/2)} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2\pi \times 0,05} = 2 \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Saha magnetika an'ny tariby 2 (B2) eo afovoany:
\[ B_2 = \frac{\mu_0 I_2}{2\pi (d/2)} = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10}{2\pi \times 0,05} = 4 \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Koa satria mifanohitra ny lalana misy eo afovoany amin'ireo saha magnetika roa, ny haben'ny saha magnetika manontolo eo afovoany dia ny fahasamihafana misy eo amin'ny B2 sy B1:
\[ B_{\text{total}} = B_2 – B_1 = 4 \times 10^{-5} – 2 \times 10^{-5} = 2 \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Noho izany, ny haben'ny saha magnetika eo afovoan'ny tariby roa dia \( 2 \times 10^{-5} \, \text{T} \).
Fanontaniana 4: Saha andriamby ao amin'ny fotony solenoida
Fanontaniana: Kajy ny saha magnetika ao anatin'ny solenoida lava iray izay manana fihodinana n isaky ny halavany ary mitondra courant I.
Dinika:
Ho an'ny solenoida lava, ny saha magnetika ao amin'ny solenoida dia saika tsy miova ary kajy amin'ny fampiasana ny raikipohy:
\[ B = \mu_0 n I \]
Aiza:
– \( \mu_0 \) = fahafahan'ny banga miditra
– n = isan'ny fihodinana isaky ny metatra
– I = herinaratra mikoriana
Aoka hatao hoe manana fihodinana 1000 isaky ny metatra ny solenoid ary misy courant 2 A mikoriana, dia:
B = 4\pi \times 10^{-7} \times 1000 \times 2 = 8\pi \times 10^{-4} \, \text{T} \]
B = 8 x 3.14 x 10^{-4} = 25.12 x 10^{-4}
Noho izany, ny saha magnetika ao anatin'ny solenoid dia eo amin'ny \( 2.51 \times 10^{-3} \, \text{T} \).
Famaranana
Ny fahatakarana ny saha magnetika dia zava-dehibe amin'ny fampiharana ara-teknolojia maoderina maro. Amin'ny alalan'ireto ohatra ireto, ny mpamaky dia hahazo fahatakarana tsara kokoa momba ny fomba fiasan'ny saha magnetika amin'ny toe-javatra samihafa, toy ny tadivavarana boribory, tariby mahitsy, tariby roa mifanitsy, ary solenoida. Ny fampiharana mitohy amin'ny olana sy toe-javatra isan-karazany dia hanamafy bebe kokoa ity hevitra ity.
