Aktivnosti za samostalno učenje

1. Kako biste riješili ovaj zadatak, potrebno se prisjetiti Lorentzove sile.

   Općenito, za bilo koju električki nabijenu česticu $\mathrm{Q}\mathrm{}$ koja se giba brzinom $v$ okomito na silnice magnetskog polja indukciji $\mathrm{}\mathrm{B},$ djeluje Lorentzova sila čiji je iznos $F=BIl.$
   

   Za čestice s nabojem koje kruže u magnetskom polju može se odrediti ​polumjer kruženja na sljedeći način:

   $F_{cp}=F_L$
   

   $\frac{m{v}^2}{r}=QBv$

   Iz tog uvjeta dobije se rješenje zadatka a.

   Polumjer zakrivljenosti kružne staze jest $\mathrm{0,00664}\mathrm{m}$.

2. Za rješavanje zadatka b) koristite se formulom $a_{\mathrm{cp}}=\frac{v^2}{r}.$

   S prethodno izračunanim polumjerom dobije se centripetalna akceleracija koja iznosi $\mathrm{6,64}·{10}^{16} \raisebox{1ex}{$\mathrm{m}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{${\mathrm{s}}^{\mathrm{2}}$}\right..$

Prije rješavanja ovog zadatka valja se prisjetiti magnetske sile kojom magnetsko polje djeluje na vodič kojim teče električna struja - Ampereove sile.

$F=BIl$

Valja naglasiti kako ova formula vrijedi za slučaj kad je vodič postavljen okomito prema smjeru magnetskih silnica. U slučaju da je vodič postavljen pod nekim kutem $\alpha$ prema silnicama magnetskog polja, vrijedi $F=BIl·sin\alpha .$

Na vodič djeluju dvije sile: težina i Ampereova sila. Težina ima smjer prema središtu Zemlje, a Ampereova sila ima suprotan smjer.

Ako vodič lebdi, sile koje djeluju na vodič moraju biti jednakog iznosa.

$F_{\mathrm{g}}=F_{\mathrm{L}}$ 

$mg=BIl$ 

Iz tog uvjeta odredi se magnetska indukcija  $B=\frac{F}{Il.}$
Uvrštavanjem u formulu dobije se rješenje $\mathrm{0,049}\mathrm{T}.$

Magnetska indukcija ravnog vodiča kojim teče struja računa se formulom $B=\mu \frac{I}{2\pi a}.$

Uvrštavanjem podataka u formulu dobije se rješenje $\mathrm{1,6}·{10}^{-5} \mathrm{T}.$

Jakost magnetskog polja zavojnice $H$ proporcionalna je broju navoja $N$ i jakosti struje $I$koja teče zavojnicom, a obrnuto je proporcionalna duljini zavojnice $l.$ Formula koja opisuje jakost magnetskog polja je $H=NIl.$ 

Često se miješaju pojmovi jakosti magnetskog polja i magnetske indukcije. Magnetska indukcija zavojnice označava se s $B$ i računa formulom $B=\mu \frac{NI}{l}.$

Iz formule za jakost magnetskog polja odredi se broj namotaja.

$N=\frac{Hl}{I}=60$ 

Magnetski tok $\Phi$ je fizikalna veličina definirana umnoškom magnetske indukcije $B$ i površine $S$ kroz koju prolaze silnice magnetskog polja. Ako je površina $S$ postavljena okomito na silnice magnetskog polja, vrijedi $\Phi =B\mathrm{S.}$
To je najveći mogući tok magnetskih silnica kroz danu površinu $S$.

Međutim, kako bismo uspješno riješili ovaj zadatak, potrebno je prethodno izračunati magnetsku indukciju zavojnice sa željeznom jezgrom s pomoću formule $B=\mu \frac{NI}{l}.$

Uvrštavanjem podataka dobije se magnetska indukcija zavojnice, koja iznosi $\mathrm{10,17}\mathrm{T}$ .

Dakle, magnetski tok je

$\Phi =BS=\mathrm{5,1}·{10}^{-3} \mathrm{Wb.}$

Magnetska sila između dvaju paralelnih vodiča kojima teku struje jest:

$F=\frac{\mu }{2\pi }·\frac{I_1{I}_2}{a}·L.$

Dvije paralelne žice kroz koje teče struja odbijaju se ako su struje suprotnog smjera, a privlače se ako su struje u objema žicama istog smjera.

Budući kako kroz vodiče teče struja u istim smjerovima, oni se međusobno privlače, a ukupna sila koja djeluje na srednji vodič jest:

  $F=\frac{\mu }{2\pi }·\frac{I_1{I}_2}{r_1}·L-\frac{\mu }{2\pi }·\frac{I_2{I}_3}{r_2}·\mathrm{L.}$

Uvrštavanjem veličina u taj izraz dobije se rješenje koje iznosi  $-\mathrm{2,8}·{10}^{-5} \mathrm{N}.$ Na srednji vodič djeluje sila iznosa $\mathrm{2,8}·{10}^{-5} \mathrm{N}$ prema desnom vodiču.