اندازه میدان مغناطیسی سیم راست بلند
آزمایش ها نشان گر وجود رابطه ای خاص بین شدت میدان مغناطیسی و اندازه جریان است.
در مدلسازی زیر یك باتری، یك كلید، آمپرسنج و سیم راست بلند به یكدیگر وصل شدهاند. چند قطب نما در اطراف سیم قرار دارد.
با تقه زدن بر روی مقادیر مختلف ولتاژ (١، ٥/0 ، 0 ، ٥/0-، ١-) جریانی در سیم برقرار كنید. آیا عقربه قطب نماها به شكل خاصی قرار میگیرند؟
هر چه مقدار جریان بیشتر شود جهت عقربه قطب نماها به كدام سمت نزدیك تر میشود؟
آزمایشهای متعدد این موضوع را نشان میدهد كه اندازه B حاصل از سیم راست بلند به طور مستقیم با جریان و به طور معكوس با فاصله شعاعی از سیم متناسب است یعنی:
بنابراین اندازه میدان از رابطه زیر بهدست میآید:
برای سیم راست بلند
ثابت به عنوان ضریب گذردهی خلاء شناخته میشود و مقدارش برابراست.
میدان مغناطیسی در نزدیكی سیم (جایی كه r كوچك میشود) قوی است. بنابراین :
شكل زیر خطوط میدان را حول سیم راست بلند نشان میدهد.
در آزمایش زیر به نحوه قرار گیری براده های آهن در اطراف سیم حامل جریان توجه كنید.
برای مشاهده فیلم اینجا را کلیک کنید.
بسیاری از كارخانجات از رباتهایی استفاده میكنند كه مواد یا قطعاتی را از محلی به محل دیگر جابجا میكنند. یك نوع از این رباتها سیمهای حامل جریان (كه در كف زمین قرار دارد) را تعقیب میكند. همانطور كه شكل روبرو نشان میدهد، این روباتها دارای گیرندههای خاصی هستند كه میدان حاصله در اطراف سیم را آشكار نموده و بر اثر آن مسیر حركت خود را شناسایی میكنند.
میدان مغناطیسی حول سیم حامل جریان میتواند به بار در حال حركت نیرو وارد كند.
در مقاله بعد تمرینی در این زمینه خواهیم داشت.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه : مجید محسنی
تنظیم : نسیم گنجی منش