Magnetosztatika - Erőhatások mágneses térben

A Fizipedia wikiből
Navigáció Pt·1·2·3
Kísérleti fizika gyakorlat 2.
Gyakorlatok listája:
  1. Erőhatások elektromos erőtérben, elektromos térerősség
  2. Elektromos potenciál
  3. Dielektrikumok, Gauss-tétel. Kapacitás, kondenzátorok
  4. Kapacitás, kondenzátorok. Elrendezések energiája
  5. Vezetőképesség, áramsűrűség
  6. Biot-Savart törvény, gerjesztési törvény
  7. Erőhatások mágneses térben
  8. Mágneses térerősség. Kölcsönös és öninduktivitás
  9. Az indukció törvénye, mozgási indukció
  10. Mágneses tér energiája. Váltakozó áram, eltolási áram
Magnetosztatika - Erőhatások mágneses térben
Feladatok listája:
  1. Félkör alakú vezető darabra ható erő
  2. Hurok és egyenes alakú áramvezető közötti mágneses erőhatás
  3. Vezetőkeretre ható forgatónyomaték
  4. Végtelen vonalvezető és szalagvezető közötti mágneses erőhatás
  5. Áramvezető elrendezésekre ható mágneses erőhatás
  6. Kör alakú áramhurok mágneseses momentuma
  7. Áramkörbe kapcsolt vezetékpárra ható erő
  8. Szolenoid mágneses tere (Ampere-féle gerjesztés)
  9. Szolenoid mágneses tere 2. (Biot-Savart)
© 2012-2013 BME-TTK, TÁMOP4.1.2.A/1-11/0064

Feladatok

  1. Egy \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sugarú, \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram által átjárt körvezetőt síkjára merőleges \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% indukciójú homogén mágneses térbe helyezünk. Mekkora és milyen irányú erő hat a félkör hosszúságú vezető darabra?
  2. Egy hurok alakú vezeték két végtelen hosszúnak tekintett \setbox0\hbox{$x$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% tengellyel párhuzamos egyenes szakaszból és egy \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sugarú félkörből áll. A vezetékben \setbox0\hbox{$I_1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% erősségű áram folyik. Egy másik egyenes vezető az első egyenes szakaszaival egy síkban, az \setbox0\hbox{$y$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% tengellyel párhuzamosan, a félkör középpontjától \setbox0\hbox{$2R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% távolságra helyezkedik el. Ebben a második vezetőben \setbox0\hbox{$I_2$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áramerősségű áram folyik. Mekkora erőt fejt ki az \setbox0\hbox{$I_2$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% árammal átjárt egyenes vezető a hurok alakúra?
  3. Egy \setbox0\hbox{$l$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% hosszúságú vezető darabból egy négyzet alakú, majd más alkalommal egy kör alakú hurkot készítünk, és mindkét esetben \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% indukciójú homogén mágneses térbe helyezzük. A keret síkja mindegyik esetben \setbox0\hbox{$45^o$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-os szöget zár be a mágneses erőtérrel, a keretben pedig \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% erősségű áram folyik. Határozzuk meg a keretre ható forgatónyomatékot mindkét esetben.
  4. Egy végtelen vonalvezető és egy \setbox0\hbox{$b$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% szélességű végtelen szalag egy síkban, párhuzamosan fekszik. A vonalvezető és szalag közelebbi éle \setbox0\hbox{$a$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% távolságra van egymástól. A vonalvezetőben \setbox0\hbox{$I_1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, a szalagban ugyanilyen irányú \setbox0\hbox{$I_2$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram folyik. A szalagban az áramsűrűség homogén. Mekkora az egységnyi hosszra jutó vonzóerő a két vezető között?
  5. Az ábrán látható két elrendezésnél mekkora az \setbox0\hbox{$O$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% pontban a \setbox0\hbox{$\Delta l$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% hosszegységre ható erő, ha az áramerősség \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%?
    a) az a.) ábrán a kör sugara \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%
    b) a b.) ábrán a párhuzamos vezetékek igen hosszúak, távolságuk \setbox0\hbox{$l$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%
    KFGY2-7-5Auj2.png
    KFGY2-7-5B.png

  6. Határozzuk meg a mágneses dipólusmomentumát egy kör alakú áramhuroknak, ha a sugara \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% és a középpontjában a mágneses indukció nagysága \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%!
  7. Két egymással párhuzamos, elhanyagolható ellenállású, hosszú egyenes vezeték egyik végéhez \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenállást, másik végéhez telepet csatlakoztatunk. A hengeres vezetékek sugara \setbox0\hbox{$a$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, tengelyük távolsága \setbox0\hbox{$b$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%. (\setbox0\hbox{$b>>a$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%) Mekkora \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenállásnál lesz a vezetékre ható eredő erő zérus?
  8. Határozzuk meg a mágneses indukció nagyságát egy \setbox0\hbox{$l$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% hosszúságú, \setbox0\hbox{$N$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% menetű szolenoidban, amelyben \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram folyik gerjesztési törvény segítségével.
  9. Határozzuk meg a mágneses indukció nagyságát egy \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sugarú, \setbox0\hbox{$l$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% hosszúságú, \setbox0\hbox{$N$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% menetű szolenoidban, amelyben \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram folyik, Biot-Savart törvény segítségével.