Magnetinduktsioon, Amper, elektivälja tugevus, voolu magnetväli, Oerset (0)

Elektrivälja tugevus.

• Leia elektrivälja tugevus, kui laengule 40 nC mõjub jõud 8 µC.
  

40nC = 40x10-9 E = F:q
8 µC = 8x10-6
Valemis q on punktlaeng ja F on punktlaengule mõjuv jõud.
Seega E = 8x10-6 / 40x10-9 = 200N/C

• Kui suur on punktlaengu 2 µC tekitatud elektriväljatugevus 0,2 m kaugusel sellest laengust?
  

k = 9x109 Nm2/C2
q1 = 2x10-6 E1=k(q1/r2)
r = 0,2 m
Lahendus: E1=9x109 x (2x10-6/0,22)
E1= 450000 = 4,5x10-5
Ptk Voolu magnetväli .

• Millise nähtuse avastas H. C. Oersted? Mille poolest oli tema avastus oluline?
  

• Oersted avastas, et juhet läbiv elektrivool avaldab magnetnõelale orienteerivalt mõju. Magnetnõel pöördub juhtmega ristuvasse asendisse. Orienteerunud magnetnõel ei ole aga risti mitte ainult juhtme endaga, vaid ka tasandiga, mille määravad juhe ning magnetnõela keskme kinnituspunkt
  

• Ampere uuris, kuidas mõjutavad teineteist kaks vooluga juhet. Miks vooluga juhtmed teineteist mõjutavad?
  

Mõjutavad üksteist, sest neil ühesugune magnetväli.

• Kirjelda kuidas sõltus kahe vooluga juhtme vastastikmõju
  

a) juhtmete asendist
Paralleelsete juhtmete korral on jõud maksimaalne. Ristuvate juhtmete keskmete vahel jõudu ei mõju.
b) voolu suunast
Paralleelsetes juhtmetes kulgevad samasuunalised voolud , siis mõjub juhtmete vahel tõmbejõud. Vastassuunaliste voolude korral mõjub tõukejõud.
Jõud on alati risti juhtmelõiguga, millele ta mõjub.

• Pane kirja valem, ning selgita selle abil, millest ja kuidas sõltub jõud kahe vooluga juhtme vahel?
  

Fm=(K∗I1∗I2∗ l) / r
Juhtmete vahel mõjuv magnetjõud Fm on võrdeline voolutugevustega
ja
kummaski juhtmes ning vaadeldava juhtmeosa pikkusega l. Samas osutus see jõud pöördvõrdeliseks juhtmete vahekaugusega r.
Amper tegi tegelikult veel ühe katse, kus ta asendas ühe vooluga juhtme püsimagnetiga. Selle kohta on digiõpikus ka video. (ptk Magnetinduktsioon )

• Mis muutub, kui vooluga juhe asetada magnetvälja? Miks?
  

Juhe hakkab liikuma, sest teda läbib vool.

• Amper’i seaduse teine kuju → F = I B l sin∝ Sõnasta see valem. Mille vahel on nurk α?
  

Juhtmelõigule mõjuv magnetjõud Fm on alati võrdeline juhet läbiva voolu tugevusega I, juhtmelõigu pikkusega l ja siinusega nurgast ∝ voolusuuna ning magnetvälja suuna vahel.
Nurk alfa on voolusuuna ning magnetvälja suuna vahel.

• Siin võeti kasutusele uus mõiste magnetinduktsioon. Mis ta on ja mida ta iseloomustab, mis on tema ühik? Millise elektrivälja iseloomustava suurusega on ta sarnane?
  

• Magnetiline induktsioon ehk magnetinduktsioon on magnetvälja mõju iseloomustav füüsikaline suurus, mis väljendab selles väljas liikuvale elektrilaengule või vooluga juhtmele mõjuvat jõudu, Seda jõudu nimetatakse ka Lorentzi jõuks.
  
• Magnetinduktsioon on vektoriaalne suurus ja tema suunda näitab magnetväljas orienteerunud magnetnõela põhjapoolus
  
• Sarnane on voolu magnetväljaga.
  

• Meenuta siinus ja koosinust. Mis on nende funktsioonide minimaalne ja maksimaalne väärtus? Vasta küsimusele.
  

Millise nurga all magnetilise induktsiooniga tuleb paigutada vooluga juhe, et jõud oleks..
a) maksimaalne,
g1=90 kraadi (kogu jõud on 1, sin1)
b) pool maksimaalsest
g2=30 kraadi (pool jõudu on 0,5, sin0,5)
c) võrdne nulliga.
g3=0 kraadi (kogu jõud 0, sin0)
Ülesanne lahenda vihikus, siia pane kirja ainult vastus.

• Elektrijaamas paiknevad voolulatid teineteisest 20 cm kaugusel. Lühise korral võib vool neis olla kuni 10 000 A. Kui suur jõud mõjub sel juhul 1 m pikkusele lati osale?
  

Vastus on 100N.

• Horisontaalses jäigalt kinnitatud latis kulgeva voolu tugevus on 200 A. Kui kaugel sellest latist sellega paralleelselt peab asetsema 5 m pikkune varras , milles kulgeva voolu tugevus on 100 A, et voolude magnetiline mõju tasakaalustaks sellele vardale mõjuva raskusjõu 0,5 N?
  

Vastus on 0,04N,