Kalkulator medan magnet (wayar, gelung, solenoid dan toroid)

Masukkan nilai anda. Jawapan dan penyelesaian lengkap dikemas kini semasa anda menaip.

Keputusan

Medan magnet B5.027 mT
Medan magnet B50.27 G
Berbanding dengan medan Bumi (kira-kira 50 µT)100.5 ×

Hitung ketumpatan fluks magnet B yang dihasilkan oleh arus: di sekeliling wayar lurus panjang, di pusat gelung atau gegelung bulat, di dalam solenoid panjang dan di dalam toroid, dengan teras besi sebagai pilihan. Mod kelima memberi daya pada wayar yang membawa arus dalam medan magnet. Hasilnya dalam tesla dan gauss dan dibandingkan dengan medan magnet Bumi.

Penyelesaian langkah demi langkah

Ketelapan ruang bebas

μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A

Di dalam solenoid yang panjang

n = N/L = 500/0.25 = 2000 lilitan per meter
B = μ₀·μr·n·I = 4π × 10⁻⁷·1·2000·2 = 5.027 mT
Medan di dalam hampir seragam dan tidak bergantung pada jejari; berhampiran hujung ia menurun kepada kira-kira separuh.

Formula utama

Wayar lurus panjang
B = μ0I/(2πr)
Pusat gegelung leper
B = μ0NI/(2R)
Solenoid panjang
B = μ0nI, n = N/L
Malar
μ0 = 4π × 10⁻⁷ T·m/A
Daya pada wayar
F = BIL·sin θ
Daya pada cas
F = |q|vB·sin θ
Gerakan membulat
r = mv/(|q|B), T = 2πm/(|q|B)
Wayar selari
F/L = μ0I1I2/(2πd)
Fluks
Φ = BA·cos θ
Hukum Faraday
ε = −N·ΔΦ/Δt
Rod bergerak
ε = BLv
Penjana
E0 = NBAω, Erms = E0/√2
Aruhan
ε = L·ΔI/Δt, L = μ0N²A/l, W = ½LI²
Kearuhan saling
ε2 = M·di1/dt, M = k√(L1L2)
Pemilih halaju dan spektrometer
v = E/B, r = √(2mV/|q|)/B

Cara mengira medan magnet suatu arus

  1. Gunakan ketelapan ruang bebas μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A dan tukar semua panjang kepada meter.
  2. Wayar lurus panjang: B = μ₀·I/(2π·r) pada jarak r. Garis medan ialah bulatan di sekeliling wayar (petua genggaman tangan kanan).
  3. Pusat gelung bulat dengan N lilitan: B = μ₀·N·I/(2R).
  4. Solenoid panjang: B = μ₀·μr·n·I dengan n = N/L lilitan per meter; medan di dalam hampir seragam. Toroid: B = μ₀·μr·N·I/(2π·r).
  5. Daya pada wayar lurus dalam medan: F = B·I·L·sin θ, dengan θ ialah sudut antara wayar dengan medan.

Soalan dan jawapan

Apakah beza antara tesla dengan gauss?

Kedua-duanya mengukur ketumpatan fluks magnet. Tesla ialah unit SI dan 1 T = 10 000 gauss. Medan Bumi kira-kira 50 µT, atau 0.5 G; magnet peti sejuk sekitar 5 mT dan pengimbas MRI 1.5 hingga 3 T.

Mengapakah teras besi meningkatkan medan?

Besi mempunyai ketelapan relatif μr yang besar, selalunya beberapa ribu, maka ia mendarabkan medan. Tetapi besi tepu pada kira-kira 1.5 hingga 2 T, maka melepasi itu rumus ringkas melebihkan anggaran medan.

Setepat manakah rumus solenoid?

Ia tepat untuk solenoid yang panjangnya tak terhingga. Untuk gegelung sebenar ia baik berhampiran bahagian tengah apabila panjang jauh lebih besar daripada jejari; pada hujung medan jatuh kepada kira-kira separuh.

Ke arah manakah daya pada wayar bertindak?

Berserenjang dengan wayar dan medan, diberi oleh petua tangan kanan (atau petua tangan kiri Fleming). Ia paling besar apabila wayar berserenjang dengan medan dan sifar apabila wayar berjalan sepanjang medan.

Cuba sendiri

Berlatih Medan magnet & aruhan

Kalkulator memberikan jawapan. Dalam peperiksaan anda memerlukan kaedah: berlatihlah dengan soalan baharu, petunjuk dan penyelesaian lengkap.

</> Benamkan

Percuma untuk guru dan sekolah: tampal kod ini di halaman kursus, LMS atau laman web anda. Pelajar boleh menggunakan kalkulator dan penyelesaian langkah demi langkahnya tanpa akaun.

Lebih banyak kalkulator