Магнитна индукция. Тесла
Магнитната индукция B е векторната величина, която описва колко силно действа магнитното поле. Модулът ѝ се определя чрез силата, с която полето действа на проводник с ток, поставен перпендикулярно на линиите: B = F/(I·l). Единицата в SI е тесла (T). Полето на Земята е слабо, около 5·10−5 T, а в медицинските ЯМР скенери индукцията е от порядъка на 1 до 3 T.
Какво да запомним
- B = F/(I·l), когато проводникът е перпендикулярен на линиите на полето.
- 1 T = 1 N/(A·m).
- Посоката на B съвпада с посоката, която сочи северният полюс на магнитна стрелка.
- Магнитното поле на Земята е около 5·10−5 T.
Пример
Проводник с дължина 0,5 m и ток 2 A е перпендикулярен на полето и върху него действа сила 0,1 N. Тогава B = 0,1/(2·0,5) = 0,1 T.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Коя векторна величина описва силовото действие на магнитното поле?
- Интензитетът E
- Напрежението U
- Капацитетът C
- Магнитната индукция B
Отговор: Магнитната индукция B
B характеризира силата, с която полето действа на токове и движещи се заряди.
Как се изразява модулът на магнитната индукция чрез силата върху перпендикулярен проводник с ток?
- B = FIl
- B = F/(Il)
- B = I/(Fl)
- B = Fl/I
Отговор: B = F/(Il)
Индукцията е максималната сила на единица ток и единица дължина.
Колко е приблизително магнитната индукция на полето на Земята на повърхността ѝ?
- около 5 T
- около 0,5 T
- около 5·10−12 T
- около 5·10−5 T
Отговор: около 5·10−5 T (десетки микротесла)
Полето на Земята е между около 25 и 65 μT.
Върху проводник с дължина 0,5 m и ток 4 A, перпендикулярен на полето, действа сила 0,1 N. Колко е индукцията?
- 0,2 T
- 20 T
- 0,05 T
- 0,8 T
Отговор: 0,05 T
B = F/(Il) = 0,1/(4·0,5) = 0,05 T.
Ъгълът между проводник с ток и линиите на полето намалява от 90° на 30°. Как се изменя магнитната сила?
- Увеличава се 2 пъти
- Намалява 2 пъти
- Не се изменя
- Става нула
Отговор: Намалява 2 пъти
F = BIl·sin α, а sin 30° = 0,5.
Коя е единицата за магнитна индукция в SI?
- Вебер
- Тесла
- Хенри
- Волт
Отговор: Тесла
Магнитната индукция се измерва в тесли (T), на името на Никола Тесла.
Как се изразява 1 T чрез други единици от SI?
- 1 N/(A·m)
- 1 N·A·m
- 1 A/(N·m)
- 1 J/s
Отговор: 1 N/(A·m)
От B = F/(Il) следва 1 T = 1 N/(1 A · 1 m).
Кога магнитното поле не действа със сила на проводник с ток?
- Когато проводникът е перпендикулярен на линиите
- Когато токът е максимален
- Когато проводникът е успореден на линиите
- Никога
Отговор: Когато проводникът е успореден на линиите
F = BIl sin α и при α = 0° силата е нула.
Как се изменя силата на Ампер, ако токът се увеличи 3 пъти, а дължината на проводника в полето се намали 2 пъти?
- Нараства 6 пъти
- Намалява 1,5 пъти
- Не се изменя
- Нараства 1,5 пъти
Отговор: Нараства 1,5 пъти
F = BIl, затова силата се изменя 3/2 = 1,5 пъти, т.е. нараства 1,5 пъти.
От какъв порядък е магнитната индукция в медицинските скенери за ядрено-магнитен резонанс (ЯМР)?
- около 5·10−5 T
- от 1,5 до 3 T
- около 100 T
- около 10−9 T
Отговор: от 1,5 до 3 T
Болничните ЯМР скенери работят обикновено при 1,5 T или 3 T, десетки хиляди пъти повече от полето на Земята.
Векторна или скаларна величина е магнитната индукция?
- Скаларна
- Векторна
- Безразмерна
- Нито едно
Отговор: Векторна
Магнитната индукция има големина и посока, затова е вектор.
Накъде сочи векторът B в дадена точка на полето?
- Накъдето сочи S на стрелката
- Към проводника
- Накъдето сочи N на стрелката
- Обратно на линиите
Отговор: Накъдето сочи N на стрелката
Посоката на B съвпада с посоката, в която сочи северният полюс на малка магнитна стрелка.
Изразете 2·10−4 T в микротесла.
- 20 μT
- 2 μT
- 2000 μT
- 200 μT
Отговор: 200 μT
1 μT = 10−6 T, затова 2·10−4 T = 200 μT.
Проводник с дължина 0,2 m е перпендикулярен на поле 0,5 T и върху него действа сила 0,3 N. Какъв ток тече?
- 3 A
- 0,03 A
- 0,3 A
- 30 A
Отговор: 3 A
От F = B·I·l: I = F/(B·l) = 0,3/(0,5·0,2) = 3 A.
В дадена точка на полето поставяме проводник с два пъти по-голям ток. Какво става с индукцията B в тази точка?
- Удвоява се
- Не се изменя
- Намалява 2 пъти
- Учетворява се
Отговор: Не се изменя
B е характеристика на полето; при удвоен ток се удвоява силата F, а отношението F/(I·l) остава същото.