Preveden delovni zvezek (pdf format)

Predstavitev 28.2: Sile med žicami
Po žici v sredini tee konstanten tok. Z drsnikom lahko
spreminjamo tok v modri žici (položaj je v metrih, jakost
toka v amperih, jakost magnetnega toka v teslih).
Animacija kaže vektorje magnetnega polja (z dvoklikom
dobimo magnetno silnico skozi dano toko). Ponovni zagon.
Nastavi vrednost toka skozi modro žico na ni. V kakšno
smer kaže magnetno polje v toki, skozi katero tee morda
žica Ko poženemo tok skozi modro žico, bo ta tekel bodisi
v smeri iz ekrana (pozitivna smer) ali v ekran (negativna
smer). V kakšno smer bo delovala sila na potujoe naboje
(tok po žici), e tee skozi modro žico pozitiven tok To je
Lorentzova sila na nosilce naboja, zato potrebujemo pravilo desne roke, ki smo ga spoznali v
prejšnjem poglavju. Z drsnikom spremenimo smer toka skozi modro žico v pozitivno. Prikazana
pušica ponazarja silo na žico. Po pravilu desne roke velja za smer sile q v x B. Pozitivni naboji
potujejo iz zaslona in smer magnetnega polja je v ravnini zaslona in pravokotna na rto, ki
predstavlja daljico med obema vodnikoma. S pravilom desne roke dobimo za silo smer proti rdei
žici.
Prestavimo modro žico v novo lokacijo. Sila sedaj kaže drugam, vendar še vedno proti drugi žici.
Kaj se zgodi, e jakost toka poveamo Sila se povea. Kaj se zgodi, e spremenimo tok v
negativno Smer toka se bo spremenila, prav tako pa tudi smer sile v skladu s pravilom desne
roke. Vodnika se bosta odbijala, namesto, da bi se privlaila.
Zakaj kaže vektor sile iz rdee žice Tudi ta žica uti magnetno polje, in to od toka skozi modro
žico. Sila na rdeo žico je enake velikosti, vendar nasprotno usmerjena kot sila na modro žico, kar
je spet v skladu s pravilom desne roke, vendar bi to lahko zlahka napovedali, e upoštevamo tretji
Newtonov zakon.
Predstavitev 28.3: Amperov zakon in simetrija
Ena žica, po kateri tee tok v smeri z (iz ekrana) ima radialno
simetrijo okrog svojega središa. Dva sistema, ki se
razlikujeta zgolj po rotaciji okrog osi žice, sta si povsem
enaka. To simetrijo pa razbijemo, e dodamo še eno žico.
Izrauni jakosti magnetnega polja, ki temeljijo na sledenju
zaprte Amperove poti, so tedaj bolj zapleteni, saj ne moremo
zapisati preprostega analitinega izraza za pot, vzdolž katere
je |B| konstanten.
Poglejmo vektorje magnetnega polja za konfiguracijo z eno
žico. Opazimo krožno simetrijo okrog osi žice. Ta simetrija
omogoa uporabo Amperovega zakona za doloitev
magnetnega polja. Poglejmo sedaj konfiguracijo z dvema žicama. Žici lahko približujemo ali
razmikamo s pomojo miške. Opazimo, da z dvema žicama magnetno polje nima ve krožne
simetrije. Amperovega zakona za doloanje magnetnega polja ne moremo ve uporabiti, eprav je
še vedno veljaven. Problem je, da je izraun preve zapleten.
223