Darslar 3 · 1 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 11-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2018
3
Tokli to‘g‘ri o‘tkazgichning, halqa va g‘altakning magnit maydoni
Darslik: 10–12-betlar
MaqsadTokli to‘g‘ri o‘tkazgich, halqa va g‘altakning magnit maydon induksiyasini formulalar bo‘yicha hisoblash, parma qoidasi va superpozitsiya prinsipini qo‘llash.
Yangi so‘zlar
parma qoidasi · right-hand screw rulesuperpozitsiya prinsipi · superposition principlevakuumning magnit doimiysi · magnetic constanthalqa va g‘altak · loop and coil
Tushuntirish
Tokli to‘g‘ri o‘tkazgich atrofida kuch chiziqlari o‘tkazgich o‘qida markazlashgan, unga tik tekisliklarda yotuvchi aylanalardir; ularning yo‘nalishi o‘ng parma qoidasi bilan topiladi: parmaning ilgarilanma harakati tok yo‘nalishida bo‘lsa, dastasining aylanishi chiziqlar yo‘nalishini ko‘rsatadi. Cheksiz uzun to‘g‘ri tokdan d masofada B = μ₀I/(2π·d), bunda μ₀ = 4π·10⁻⁷ N/A² — vakuumning magnit doimiysi. Radiusi R bo‘lgan aylanma tokning markazida B = μ₀I/(2R), N o‘ramli g‘altak markazida esa B = μ₀NI/(2R). Bir necha tok hosil qilgan natijaviy maydon har bir tok maydonlarining vektor yig‘indisiga teng: B = B₁ + B₂ + … (superpozitsiya prinsipi). Biot–Savar–Laplas qonuni ixtiyoriy shakldagi o‘tkazgichning kichik Δl bo‘lagi hosil qilgan ΔB ni topishga imkon beradi, yuqoridagi formulalar uning natijalaridir.
Namunalar
Uzun to‘g‘ri simdan I = 10 A tok o‘tmoqda. Undan d = 5 cm uzoqlikda B = μ₀I/(2πd) = 2·10⁻⁷·10/0,05 = 4·10⁻⁵ T = 40 μT (μ₀/2π = 2·10⁻⁷ N/A²).
Ikki uzun parallel sim orasidagi masofa 10 cm, toklari 10 A dan va qarama-qarshi yo‘nalgan. O‘rta nuqtada har bir simdan d = 5 cm: B₁ = B₂ = 40 μT, ularning yo‘nalishlari bir xil, shuning uchun B = 80 μT. Toklar bir xil yo‘nalgan bo‘lsa, o‘rta nuqtada maydonlar bir-birini yo‘qotadi: B = 0.
Sinfda faoliyat
Maktab xonasida faqat o‘qituvchi bilan: kompas strelkasini batareya va ulangan sim (qisqa muddatga!) yonida ko‘rib, strelka og‘ishini kuzating. Sim kuchli qizishi mumkin — o‘quvchilar o‘zlari qisqa tutashuv hosil qilmaydi; uy elektr tarmog‘i bilan tajriba qilish qat’iyan taqiqlanadi. Qo‘lingiz bilan parma qoidasini mashq qiling.
Mashq
1
To‘g‘ri tokdan masofa 2 marta ortsa, magnit induksiyasi qanday o‘zgaradi?
2 marta kamayadi (B ~ 1/d).
2
To‘g‘ri simdan I = 20 A tok o‘tmoqda. Undan 10 cm uzoqlikdagi B necha μT? (μ₀/2π = 2·10⁻⁷ N/A²)
40
3
N = 50 o‘ramli, R = 10 cm radiusli g‘altakdan I = 2 A tok o‘tmoqda. Markazdagi B ni toping (μ₀ = 4π·10⁻⁷ N/A²).
B = μ₀NI/(2R) = 2π·10⁻⁴ T ≈ 6,3·10⁻⁴ T
4
Nima uchun halqa o‘rniga ko‘p o‘ramli g‘altak olinsa, markazdagi maydon kuchayadi?
Har bir o‘ram bir xil yo‘nalishda maydon hosil qiladi va ularning induksiyalari qo‘shiladi: B = μ₀NI/(2R).