פתרונות ופורומים ל"אלבום פתרונות" שדה מגנטי- עברית

הקודם: 9. 2007,4-EK של מטען הנע בשדה חשמלי ובשדה מגנטייציאה מהספר

10. 2007,5- מציאת שדה מגנטי של כדוה"א,סילונית ארוכה

______________________________________________________________________________________

...
תרשים ג'.
חיבור וקטורי.
בתרשים ב' מסומנת מחט המצפן כאשר לא זורם זרם במעגל. במצב זה כיוון מחט המצפן הוא לצפון הגיאוגרפי.

מכלל יד ימין , בהתאם לכיוון הזרם כיוון השדה המגנטי לאורך ציר הסילונית הוא שמאלה. (בכיוון מערב). 

נערוך תרשים לשדה המגנטי המגנטי הנוצר מכדור הארץ - BE. לשדה המגנטי הנוצר מהסילונית - BI ולשדה המגנטי השקול - B.



מצב הסטייה המתאים לתנאי הניסוי הוא המצב המתואר בתרשים ג'.

מכלל יד ימין , בהתאם לכיוון הזרם כיוון השדה המגנטי לאורך ציר הסילונית הוא שמאלה. (בכיוון מערב). 

נערוך תרשים לשדה המגנטי המגנטי הנוצר מכדור הארץ - BE. לשדה המגנטי הנוצר מהסילונית - BI ולשדה המגנטי השקול - B.



מצב הסטייה המתאים לתנאי הניסוי הוא המצב המתואר בתרשים ג'.



1. במצפנים למחט יש ראש חץ או סימון , כדי להבחין בין כיוון הצפון לכיוון הדרום. 
    במחט המתוארת בתרשים לא קיים סימון המבחין בין כיוון הצפון לדרום.
    יש ללמוד על כיוון הצפון מהאות "צ" הכתובה בחלק העליון של המצפן.

2. למספר כריכות אין יחידות, לצפיפות הכריכות יש , היחידות הן אחד חלקי מטר.

3. צפיפות הכריכות שווה ליחס שבין מספר הכריכות N  לאורך הסילונית L:  bold n bold equals bold N over bold L.

    בדפי הנוסחאות מופיעה הנוסחה לחישוב שדה מגנטי בסילונית ארוכה:



  לא מופיע ביטוי לצפיפות הכריכות , צריך לזכור שהיחס בין מספר הכריכות לאורך הסילונית שווה לצפיפות הסילונית.

4. צפיפות הכריכות תלויה רק בקוטר המוליך ממנו עשויה הסילונית , לפי: bold n bold equals bold 1 over bold d.


5. לרוב, בשאלות העוסקות בשדה המגנטי של כדור הארץ יש לחשב את רכיב עוצמת השדה המגנטי. 
    בשאלה זו הרכיב האופקי של השדה המגנטי של כדור הארץ נתון בשאלה . 

6. כיוון סטיית מחט המצפן לא תלויה בעוצמת הזרם, רק בכיוון הזרם בסילונית.

7. אין צורך לתאר בצורה מפורטת את צורת השימוש בכלל יד ימין. בנימוק, מספיק לציין שנעשה שימוש בכלל יד ימין.

    באיור הבא מופיע תיאור מפורט של השימוש בכלל יד ימין למציאת כיוון השדה המגנטי בתוך ציר הסילונית :



8. לתיאור השדה המגנטי בסביבת מוליך ישר יש להשתמש ביד ימין בצורה שונה , הנושא נלמד בצורה מפורטת בקיוב 47.
    במחט המתוארת בתרשים לא קיים סימון המבחין בין כיוון הצפון לדרום.
    יש ללמוד על כיוון הצפון מהאות "צ" הכתובה בקצהו העליון של המצפן.

2. לרוב, בשאלות העוסקות בשדה המגנטי של כדור הארץ יש לחשב את עוצמת השדה המגנטי. 
    בשאלה זו הרכיב האופקי של השדה המגנטי של כדור הארץ נתון בשאלה . 

3. אין קשר בין עוצמת הזרם לכיוון סטיית מחט המצפן.

4. אין צורך לתאר בצורה מפורטת את צורת השימוש בכלל יד ימין . בנימוק מספיק לציין שנעשה שימוש בכלל יד ימין.

    באיור הבא מופיע תיאור מפורט של השימוש בכלל יד ימין למציאת כיוון השדה המגנטי בתוך ציר הסילונית :





______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...
 Error converting from MathML to accessible text.
יש לקשר גיאומטרית בין הזווית לבין השדות המגנטיים.
נבטא גיאומטרית את הקשר שבין שני וקטורי השדה לגודל הזווית, בעזרת פונקציית הטנגנס:



Error converting from MathML to accessible text.

בשאלה נתונה צפיפות הכריכות של הסילונית , הצפיפות מוגדרת לפי היחס שבין מספר הכריכות N לאורך הסילונית L:


Error converting from MathML to accessible text.

נחשב את גודל הזווית α:

Error converting from MathML to accessible text.

מכאן ,שמחט המצפן תסטה בזווית של 32.14 מעלות.



Error converting from MathML to accessible text.

בשאלה נתונה צפיפות הכריכות של הסילונית , הצפיפות מוגדרת לפי היחס שבין מספר הכריכות N לאורך הסילונית L:


Error converting from MathML to accessible text.

נחשב את גודל הזווית α:

Error converting from MathML to accessible text.

מכאן ,שמחט המצפן תסטה בזווית של 32.14 מעלות.







1. כדי לקשר בין השדות המגנטיים לזווית בעזרת פונקציית הטנגנס, כיוון השדה המגנטי הנוצר מהזרם חייב להיות ניצב לכיוון השדה המגנטי של כדור הארץ, (ניתן להשתמש בפונקציית הטנגנס רק במשולש ישר זווית).

2. ניתן לבצע את הניסוי למציאת השדה המגנטי גם בעזרת מוליך ישר או סליל מעגלי דק .
    בכל ניסוי הקשר בין השדות לזווית הסטייה נעשה בעזרת פונקציית הטנגנס.

2. ניתן לבצע את הניסוי למציאת השדה המגנטי גם בעזרת מוליך ישר או סליל מעגלי דק .
    בכל ניסוי הקשר בין השדות לזווית הסטייה נעשה בעזרת פונקציית הטנגנס.
     

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...
הזווית α תגדל, כיוון שעוצמת השדה המגנטי הנוצר מהזרם בסילונית גדל.
ריאוסטט, חוק אום על כל המעגל. ביטוי השדה המגנטי הנוצר  מסילונית , ופונקציית הטנגנס. 
כאשר הגררה תועבר לכיוון הקצה N התנגדות הריאוסטט תקטן, מחוק אום על כל המעגל עוצמת הזרם במעגל תגדל.

ומביטוי השדה המגנטי לאורך ציר הסילונית עוצמת השדה המגנטי BI יהיה גדול יותר. 

ובהתאם לביטוי הזווית :  Error converting from MathML to accessible text.  זווית סטיית המחט תגדל.
   בחשמל יש שאלות שכדי לענות עליהם יש לבחון רצף של הקשרים. סעיף זה הוא דוגמה טובה לכך.

  שינוי מיקום הגררה משפיע עוצמת הזרם, עוצמת הזרם משפיעה על עוצמת השדה המגנטי הנוצר מהסילונית.
  ועוצמת השדה המגנטי הנוצר מהסילונית משפיע על זווית הסטייה.

  כדי לענות נכון על שאלה זו יש לבצע את כל ההקשרים בצורה נכונה ,מומלץ לחזור על כל המהלך פעם נוספת
  לפני שמגיעים למסקנה הסופית.

  שינוי מיקום הגררה משפיע עוצמת הזרם, עוצמת הזרם משפיעה על עוצמת השדה המגנטי הנוצר מהסילונית.
  ועוצמת השדה המגנטי הנוצר מהסילונית משפיע על זווית הסטייה.

  כדי לענות נכון על שאלה זו יש לבצע את כל ההקשרים בצורה נכונה ,מומלץ לחזור על כל המהלך פעם נוספת
  לפני שמגיעים למסקנה הסופית.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...
ציר הסילונית צריך להתמקם בכיוון צפון - דרום.
חיבור וקטורי. השדה המגנטי נוצר לאורך ציר הסילונית.
כיוון רכיב השדה המגנטי האופקי של כדור הארץ הוא לכיוון צפון.
כדי לאפס שדה מגנטי זה יש למקם את הסילונית כך שכיוון השדה המגנטי הנוצר מהסילונית יהיה לכיוון דרום.

כיוון השדה המגנטי הנוצר מהסילונית הוא לאורך ציר הסילונית. לכן, יש למקם את ציר הסילונית בכיוון צפון דרום.
כדי לאפס שדה מגנטי זה יש למקם את הסילונית כך שכיוון השדה המגנטי הנוצר מהסילונית יהיה לכיוון דרום.

כיוון השדה המגנטי הנוצר מהסילונית הוא לאורך ציר הסילונית. לכן, יש למקם את הסילונית בכיוון צפון דרום.

1. כדי לאפס את הרכיב האופקי של השדה המגנטי לא מספיק שציר הסילונית ימוקם בכיוון צפון דרום. 
    בנוסף, יש לקבוע את כיוון הזרם בהתאם לכלל יד ימין כך שהשדה המגנטי הנוצר מהסילונית יפעל בכיוון דרום.

    הסעיף עוסק רק בכיוון ציר הסילונית המאפשר את האיפוס.

2. בתרשימים ג' ו ד' הכיוון צפון דרום נראה אנכי בדף, אך הכוונה היא לכיוון אופקי, עניין של נקודת מבט.

יש לקבוע את כיוון הזרם בהתאם לכלל יד ימין כך שהשדה המגנטי 

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

...
 Error converting from MathML to accessible text.
ביטוי עוצמת שדה מגנטי לאורך ציר הסילונית.
כדי לאפס את הרכיב האופקי של השדה המגנטי הזרם בסילונית צריך ליצור שדה מגנטי בכיוון הנגדי שעוצמתו זהה לרכיב השדה המגנטי.

נבטא את הזרם, מעוצמת ביטוי השדה המגנטי:

Error converting from MathML to accessible text.


גודל הזרם המאפשר לאפס את הרכיב האופקי של השדה המגנטי הוא 7.95 מילי אמפר.

נבטא את הזרם, מעוצמת ביטוי השדה המגנטי:

Error converting from MathML to accessible text.

גודל הזרם המאפשר לאפס את הרכיב האופקי של השדה המגנטי הוא 7.95 מילי אמפר.




 ביטוי השדה המגנטי במרכז הסילונית מתאר את גודל השדה המגנטי לאורך ציר הסילונית בלבד.

 רכיב גודל השדה המגנטי הוא קבוע בכל נקודה באזור בו נעשה הניסוי , לכן הקיזוז הוא רק לאורך ציר הסילונית.
 רכיב גודל השדה המגנטי הוא קבוע בכל נקודה באזור בו נעשה הניסוי , לכן הקיזוז הוא רק לאורך ציר הסילונית.

______________________________________________________________________________________


הקודם: 9. 2007,4-EK של מטען הנע בשדה חשמלי ובשדה מגנטייציאה מהספר