Forca magnetike midis dy telave paralelë - problemet dhe zgjidhjet
1. Dy përçues paralelë që mbartin rryma I1 dhe I2 , siç tregohet në figurën më poshtë. Cila është madhësia dhe drejtimi i forcës magnetike të përjetuar nga të dy përçuesit ? (μo = 4π. 10-7 Wb.A -1.m - 1 )
I njohur:
La rryme elektrike 1 (Unë1) = 3 Amper
Rryma elektrike 2 (I 2 ) = 5 Amper
Përshkueshmëria e hapësirës së lirë (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
Distanca midis dy përçuesve (L) = 5 cm = 5 x 10 -2 metra
Kërkohet: Madhësia dhe drejtimi i forcës magnetike
zgjidhje:
Drejtimi i rrymës elektrike në përçuesin 1 është i kundërt me drejtimin e rrymës elektrike në përçuesin 2. Rrymat antiparalele (në drejtime të kundërta) ushtrojnë një forcë shtytëse ndaj njëra-tjetrës.
Madhësia e forcës magnetike:
F/l = 6 x 10-5 njuton
2. Dy tela paralelë që mbartin rryma I1 edhe une2 janë 20 cm larg njëra-tjetrës. Cila është madhësia e forcës magnetike që përjeton secili tel (μo = 4π. 10-7 Wb.A-1.m-1)
I njohur:
Rryma elektrike 1 (I1) = 5 Amper
Rryma elektrike 2 (I 2 ) = 4 Amper
Përshkueshmëria e hapësirës së lirë (µ o ) = 4π x 10 -7 wb A -1 m -1
Distanca midis dy telave (L) = 20 cm = 20 x 10-2 metra
Kërkohet: Madhësia e forcës magnetike
zgjidhje:
Drejtimi i rrymës elektrike në përçuesin 1 është i kundërt me drejtimin e rrymës elektrike në përçuesin 2. Rrymat antiparalele (në drejtime të kundërta) ushtrojnë një forcë shtytëse ndaj njëra-tjetrës.
Madhësia e forcës magnetike:
F/l = 2 x 10-5 njuton
20 pyetje dhe përgjigje konceptuale që lidhen me forcën magnetike midis dy telave paralelë:
1. Pyetja: Cili është shkaku kryesor i forcës magnetike midis dy telave paralelë që përçojnë rrymë?
Përgjigje: Forca magnetike midis dy telave paralelë lind për shkak të fushave magnetike të prodhuara nga rrymat në secilin tel që veprojnë në telin tjetër.
2. Pyetja: Si ndikon drejtimi i rrymës në dy tela në forcën midis tyre?
Përgjigje: Nëse rrymat rrjedhin në të njëjtin drejtim, telat tërheqin njëri-tjetrin. Nëse rrymat rrjedhin në drejtime të kundërta, telat shtyjnë njëri-tjetrin.
3. Pyetja: Cila është lidhja midis distancës midis telave dhe forcës magnetike?
Përgjigje: Forca magnetike është në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën midis telave. Ndërsa distanca rritet, forca zvogëlohet.
4. Pyetja: Si ndikon madhësia e rrymës në tela në forcë?
Përgjigje: Forca është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e rrymave në dy tela.
5. Pyetja: Çfarë ndodh me forcën nëse një nga telat nuk ka rrymë?
Përgjigje: Forca do të jetë zero sepse një tel pa rrymë nuk prodhon një fushë magnetike që të ndikojë në telin tjetër.
6. Pyetja: Pse forca magnetike midis dy telave paralelë konsiderohet forcë pa kontakt?
Përgjigje: Forca është për shkak të bashkëveprimit të fushave të tyre magnetike, jo të kontaktit të drejtpërdrejtë fizik.
7. Pyetja: Si ndryshon fusha magnetike e prodhuar nga një tel i vetëm me distancën?
Përgjigje: Forca e fushës magnetike zvogëlohet me rritjen e distancës nga teli.
8. Pyetja: A mund të mbrohet ose bllokohet forca magnetike midis dy telave paralelë?
Përgjigje: Edhe pse është sfiduese të mbrohen plotësisht fushat magnetike, përdorimi i materialeve me përshkueshmëri të lartë magnetike mund të ridrejtojë dhe zvogëlojë efektin e fushave mbi njëra-tjetrën.
9. Pyetja: Nëse dy telat janë pingul me njëri-tjetrin, si ndryshon forca magnetike midis tyre?
Përgjigje: Nëse telat janë pingulë dhe rrymat e tyre kryqëzohen, ato nuk do të ushtrojnë një forcë të thjeshtë tërheqëse ose shtytëse ndaj njëri-tjetrit siç bëjnë telat paralelë.
10. Pyetja: Si përcaktohet drejtimi i forcës magnetike në një tel që kalon rrymë?
Përgjigje: Drejtimi mund të përcaktohet duke përdorur rregullin e dorës së djathtë: drejtoni gishtin e madh në drejtim të rrymës dhe gishtat e përkulur do të tregojnë drejtimin e fushës magnetike.
11. Pyetja: A është forca magnetike midis dy telave paralelë një forcë qendrore?
Përgjigje: Jo, nuk është një forcë qendrore sepse drejtimi dhe madhësia e forcës varen si nga orientimi relativ ashtu edhe nga ndarja e telave.
12. Pyetja: A mund të ndiejnë telat një forcë edhe nëse vendosen në vakum?
Përgjigje: Po, forca magnetike midis telave nuk mbështetet në një medium; ajo mund të ekzistojë në vakum.
13. Pyetja: Si lidhet njësia e rrymës, Amperi, me forcën midis dy telave?
Përgjigje: Një Amper përkufizohet si rryma që, kur rrjedh në dy përçues paralelë me gjatësi të pafundme dhe të vendosur një metër larg njëri-tjetrit në vakum, rezulton në një forcë prej 2 x 10^(-7) Njutonësh për metër gjatësi midis telave.
14. Pyetja: A ndikon materiali i telave në forcën magnetike midis tyre?
Përgjigje: Materiali i telave nuk ndikon drejtpërdrejt në forcë. Forca varet nga rryma dhe distanca midis telave.
15. Pyetja: Cili është roli i përshkueshmërisë së hapësirës së lirë (μ₀) në forcën midis dy telave paralelë?
Përgjigje: Përshkueshmëria e hapësirës së lirë është një konstante që lidh forcën e fushës magnetike me rrymën që e shkakton atë dhe shfaqet në formulën për forcën midis dy telave që mbartin rrymë.
16. Pyetja: A mund të kryejnë punë forcat magnetike në tela?
Përgjigje: Ndërsa forcat magnetike mund të ushtrojnë një forcë në një tel që mbart rrymë, ato nuk kryejnë punë pasi veprojnë pingul me drejtimin e lëvizjes.
17. Pyetja: Si ndikojnë gjatësitë e telave në forcën magnetike midis tyre?
Përgjigje: Forca është proporcionale me gjatësitë e telave që janë paralelë dhe afër njëri-tjetrit.
18. Pyetja: A ka ndonjë zbatim ose pasojë në jetën reale të forcës magnetike midis telave paralelë?
Përgjigje: Po, në qarqet elektrike, veçanërisht ato me rryma të larta, bashkëveprimi magnetik midis telave mund të shkaktojë lëvizjen e tyre, gjë që duhet të merret në konsideratë në projektim.
19. Pyetja: Nëse një tel mbështillet në një lak, si ndikon kjo në forcën magnetike?
Përgjigje: Një tel i mbështjellë, ose solenoid, prodhon një fushë magnetike më të fortë se një tel i drejtë, duke ndryshuar forcën midis tij dhe një teli tjetër.
20. Pyetja: A mund të përdoren forcat magnetike midis telave paralelë për të matur rrymën?
Përgjigje: Po, pajisje si balancuesi i rrymës përdorin forcën magnetike midis telave për të matur rrymën duke e barazuar atë me një forcë mekanike të njohur.
Të kuptuarit e forcës magnetike midis telave paralelë është thelbësore në elektromagnetizëm dhe ka implikime në projektimin e qarqeve, elektronikën dhe inxhinierinë elektrike.
