השדה המגנטי
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| magnetic field/mæɡˈnetɪk fiːld/ | שדה מגנטי |
| current/ˈkʌrənt/ | זרם חשמלי |
| permanent magnets/ˈpɜːmənənt ˈmæɡnɪts/ | מגנטים קבועים |
| iron filings/ˈaɪən ˈfaɪlɪŋz/ | שבבי ברזל |
| field lines/fiːld laɪnz/ | קווי שדה |
| right-hand grip rule/raɪt hænd ɡrɪp ruːl/ | חוק האצבע הימנית |
| solenoid/ˈsəʊlənɔɪd/ | סולנואיד |
| iron core/ˈaɪən kɔː/ | ליבת ברזל |
| electromagnets/ɪˌlektrəʊˈmæɡnɪts/ | מגנטים אלקטרומגנטיים |
שדה שמעלים לבצע כל פעולה על חפץ רגוע
- החזק מטען נייח לצד מגנט חזק ואין קורה כלום. אין כוח, אין דחיפה, אין כלום.
- תן לאותו מטען להתנועה והוא יידחף פתאום הצידה, בניצוב גם לכיוון התנועה שלו וגם לשדה.
- סלקטיביות זו היא מה שהופכת את השדה המגנטי לשונה מהחשמלי, והיא הדבר הראשון שמבוקש ממך לציין במבחן.
- שיעור זה הוא על מהו שדה מגנטי, מה יוצר אותו, ואת דפוסי הקווים שחובה לדעת לצייר.
מהו שדה מגנטי
- שדה מגנטי הוא אזור שבו כוח פועל על מטען נע, על מוט המעביר זרם או על חומר מגנטי.
- מערך הניקוד דורש את המילה כוח ו-אחד משלושת האובייקטים האלו. "אזור סביב מגנט" לבדו אינו מזכה בנקודה.
- שים לב למה חסר: מטען בח-motion רגיעה אינו מורגש כלל כוח מגנטי. שדה חשמלי פועל על כל מטען; שדה מגנטי הוא רגיש.
שדה מגנטי הוא אזור שבו:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
כוחות מגנטיים פועלים רק על מטענים נעים (וזרמים) — מטען בשקט לא מרגיש כלום.
שדה מגנטי הוא אזור שבו כוח פועל על איזה מאללה? סמן את כולן שמתאימות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מטען שקט לא מרגיש כוח מגנטי כלל, וזה בדיוק מה שמבדיל שדה מגנטי משדה חשמלי.
מה יוצר אותו
- מטענים זזים, שמעשייתית זהו זרם במוט.
- מגנטים קבועים, שבהם השדה נובע מזרמי אטום קטנים בתוך החומר.
- אלו אותה סיבה תחתונה. מגנט קבוע הוא גם הוא מטען זז, רק בקנה מידה אטומי.
חלקיקי ברזל הופכים שדה בלתי נראה למשהו שתוכל לצלם
איזה מאללה מייצר שדה מגנטי?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מטענים נעים וזרמים יוצרים שדות מגנטיים; מגנט קבוע עושה זאת באמצעות זרמי אטומים. מטען שקט יוצר רק שדה חשמלי.
קווי שדה
- מחוץ למגנט, קווי השדה עוברים מ-N ל-S, ומ-S ל-N בתוך המגנט, כך שהם תמיד יוצרים לולאות סגורות.
- קווים מעולם לא נצלב, וקווים קרובים יותר מציינים שדה חזק יותר. לכל קו יש חץ.
- הקווים הכי חזקים, כלומר הכי קרובים זה לזה, הם בסמוך לקוטבים.
לולאות סגורות, עמוסות בקוטבים
מעבדת שדה מגנטי
עבור בין ערוכים מגנטיים וראה כיצד דפוסי השדה משתנים.
מחוץ למגנט, קווי השדה רצים:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
קווי השדה יוצאים מקוטב N ונכנסים לקוטב S מחוץ למגנט, ומצורים ללולאות סגורות דרך המגנט.
קווי שדה מגנטי לעולם אינם נחתכים.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אם הם היו נחתכים, השדה היה מצביע בשני כיוונים בו-זמנית — דבר בלתי אפשרי. קווים צפופים יותר פשוט מייצגים שדה חזק יותר.
משיכת קווי שדה זה לזה משמעותה שדה ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
רווח בין הקווים מעיד על עוצמת השדה — קווים קרובים יותר, שדה חזק יותר.
דוגמה מודגמת: ציור השדה של חוט ישר
- צייר ארבעה קווי שדה סביב חוט ישר וארוך הנושא זרם לתוך הדף.
- הקווים הם מעגלים מרוכזים עם מרכז בחוט. זו הנקודה הראשונה.
- המרווח ביניהם גדל ככל שהמרחק עולה, כי השדה מתחלש ככל שמרחיקים. זו הנקודה השנייה.
- לכל קו יש חץ, ובזרם לתוך הדף הכיוון הוא לכיוון השעון, לפי חוק האחיזה הימנית: האגודל לאורך הזרם, האצבעות מתכופפות לכיוון שבו השדה מכוון.
התבניות שיש לדעת
- מגנט מוט: קווים מעוגלים מ-N ל-S מחוץ, הקרובים ביותר בקוטבים.
- חוט ישר וארוך: מעגלים מרוכזים, המרווח מתרחב עם המרחק.
- סליל עגול שטוח: הלולאות משני הצדדים מחזקות זו את זו באמצע, כך שהשדה שם הוא בזווית ישרה למישור הסליל וחזק ביותר במרכז. מבט מפנים אחד של הסליל הוא קוטב צפוני, מפנים השני הוא קוטב דרומי.
- סולנואיד ארוך: מספר רב של סלילים זה לזה, כך שהשדה בתוך הסולנואיד הוא כמעט אחיד ומקביל לציר, כמו מגנט מוט מאורך, והוא חולף במהירות מחוץ לו.
שדה אחיד באמצע, ושדה המגנט במוט בקצוות
ציור קווי שדה סביב חוט ישר מסומן בנקודות אלו? בחרו את כל האפשרויות המתאימות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
מעגלים, רווחים הולכים ומתרחבים, חצים. עבור זרם הנכנס לדף, הכיוון הוא עם כיוון השעון, לפי חוק אחיזת היד הימנית.
הליבה מברזל
- הכנסת ליבה מברזל, או כל חומר פרומגנטי, לתוך סולנואיד מעלה משמעותית את השדה.
- הסיבה, ותשובה זו נחשבת לחשובה: הליבה מתמגנטת בשדה הסולנואיד, ושדהה העצמי מצטרף לשדה הזרם.
- מכאן שאלקטרומגנטים וטרנספורמטורים נבנים סביב ליבות ברזל ולא סביב אוויר.
מהו השדה המגנטי בתוך סולנואיד ארוך?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
סולנואיד הוא מספר רב של סלילים ברצף, ולכן השדה בתוכו אחיד כמו של מגנט מוט ארוך, והוא מתבדר במהירות מחוץ לו.
התאימו את כל תצורה לצורת השדה המגנטי שלה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
חשוב לדעת לצייר את כל ארבעת הצורות מהזיכרון, עם חצים ומרווחים המראים היכן השדה חזק.
סימונים נופלים מהיד
- ההגדרה דורשת את המילה כוח ואחת מהאפשרויות הבאות: מטען נע, מוליך נושא זרם, או חומר מגנטי. מטען נייח אינו מרגיש כלום.
- קווי השדה יוצרים לולאות סגורות: מ-N ל-S מחוץ למגנט, ומ-S ל-N בתוכו. הם לעולם לא פשוט נפסקים.
- קווי השדה של חוט הם מעגלים מרוכזים שמרווחיהם מתרחבים, וכל אחד מהם צריך חץ כיוון.
- הליבה מברזל עובדת כי היא מתמגנטת ומוסיפה שדה עצמי, ולא כי היא "מרכזת" או "מושכת" את השדה.
מדוע ליבת ברזל מגדילה משמעותית את השדה של סולנואיד?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
המגנטים האטומיים בליבה נערכים ותרומים בשדה משלהם. זוהי הניסוח הנדרש לתשלום ציון, ולפיכך אלקטרומגנטים ותנעים משתמשים בליבות ברזל.
הבנתך מושלמת
- שדה מגנטי הוא אזור בו פועל כוח על מטען נע, על מוליך נושא זרם או על חומר מגנטי; מטען נייח אינו מרגיש כלום
- הוא נוצר על ידי מטענים נעים או על ידי מגנטים קבועים, שהם זרמים אטומיים
- קווי שדה עוברים מ-N ל-S בחוץ ומ-S ל-N בפנים, ויוצרים לולאות סגורות; הם לעולם אינם נצטלעים, וככל שהם קרובים יותר כך השדה חזק יותר
- דפוסים: מגנט מוט, מעגלים מרוכזים סביב חוט לפי כלל האחיזה הימנית, סליל הפועל כמגנט קטן, וסולנואיד אחיד בתוכו; ליבה מברזל מתמגנטת ומוסיפה שדה עצמי