Camp magnètic
La intensitat del camp magnètic en el centre d'una espira circular de radi R és proporcional a R−1. L'expressió completa apareix en el formulari.
La direcció del camp és perpendicular al pla del cercle.
El sentit del camp és el marcat pel dit polze de la mà dreta quan els altres dits es dirigeixen en el sentit del corrent.
Recorda: El dit polze indica el sentit del camp quan els dits de la mà dreta oposats al polze marquen el sentit del corrent a l'espira (les fletxes en rotació mostren el sentit del corrent elèctric per l'espira).
El principi de superposició estableix que el camp en el centre d'un conjunt d'espires concèntriques és la suma vectorial del camp creat per cada espira.
Com que tots els camps tenen la mateixa direcció, es poden sumar les intensitats dels camps de les espires amb corrent antihorària i restar les intensitats dels camps de les espires amb corrent horària. Usa la regla de la mà dreta per recordar el signe segons el sentit del corrent.
Exemple: Les tres espires de la figura generen els camps magnètics indicats en el seus centres. Les espires se superposen concèntricament.
El camp magnètic en el centre de les tres espires concèntriques és
Bcentre = 12 mT + 7 mT − 4 mT = 15 mT ⊙
Amb un fil conductor es formen dues espires circulars com mostra la figura. Calcula la intensitat del camp magnètic en el punt C quan el corrent és de 10 A. La fletxa al costat de l'amperatge indica el sentit del corrent. Indica un valor positiu per a la intensitat del camp magnètic si el camp surt del pla del dibuix i, negatiu si entra.
Resolució mostrar
El sentit del corrent indicat per la fletxa al costat de la marca de 10 A, determina el sentit del corrent en cada espira:
Espira gran: sentit antihorari → B > 0
Espira petita: sentit horari → B < 0
El camp a causa de l'espira petita és més gran i, usant la regla de la mà dreta, es determina que el seu camp magnètic i el total entra en el pla del dibuix de les espires.
La intensitat del camp magnètic total és la suma del camps de les dues espire pel principi de superposició:
Amb un fil conductor es formen tres espires circulars com mostra la figura. Les parts rectes i les petites obertures no modifiquen substancialment el camp magnètic en el centre C de les espires i es pot usar l'expressió del camp en el centre d'un corrent circular.
Calcula la intensitat del camp magnètic en el punt C quan el corrent és de 5 A. La fletxa al costat de l'amperatge indica el sentit del corrent.
En el quadre de resposta escriu un valor positiu si el camp magnètic surt del pla del dibuix i, negatiu si entra.
Resolució mostrar
D'acord amb el sentit del corrent indicat per la fletxa al costat de la marca de 5 A, es determina el sentit del corrent.
Espira de 10 mm: sentit horari,
Espira de 8 mm: sentit antihorari,
Espira de 6 mm: sentit horari.
La intensitat del camp magnètic total és la suma del camps de cada espira pel principi de superposició:
El valor negatiu indica que el camp magnètic total entra en el pla del paper.
ocultarUn corrent d'1.2 A passa per una espira circular de 2.55 mm de radi. Dos fils rectes llargs estan en el mateix pla de l'espira (fils 2 i 3 de la figura) i dos altres fils llargs creuen al pla de l'espira perpendicularment (fils 1 i 4 de la figura).
Només un dels fils rectes porta corrent elèctric. Determina quin fil porta corrent elèctric i quina intensitat té el corrent si el camp magnètic en el centre de l'espira és nul.
Resolució mostrar
S'usa la regla de la mà dreta per determinar els sentits dels camps magnètics de l'espira i dels fils.
El camp magnètic de l'espira circular és perpendicular al pla de l'espira i va cap a dalt.
El fil que porta corrent és aquell que crea un camp magnètic en la mateixa direcció i en sentit contrari al que ha creat l'espira circular.
Els camps magnètics dels fils 1 i 4 estan continguts en el pla de l'espira.
El camp magnètic del fil 3 té el mateix sentit que el de l'espira.
El camp magnètic del fil 2 en el punt C és perpendicular al pla i va cap a baix.
Només pot anul·lar el camp de l'espira circular un corrent elèctric en el segon fil.
El fil que porta el corrent és el fil 2
La intensitat I2 del corrent elèctric que porta el fil 2 es determina amb l'equació que resultat d'igualar el mòdul del camp magnètic a 4 mm de distància al camp magnètic en el centre de l'espira circular:
Les línies de camp són línies on els vectors del camp magnètic són tangents en tots els seus punts. Les línies de camp magnètic a causa d'un corrent per una espira circular es mostren a la figura. Atesa la complexitat del camp en qualsevol punt de l'espai, només es demanarà, en un curs de batxillerat, el camp en el centre de l'espira circular.
1
El tesla és la unitat de camp magnètic en el sistema internacional d'unitats. Els imants d'un tren de levitació magnètica generen un camp magnètic bastant gran, de l'ordre d'1 T.
Determina el corrent necessari perquè el camp magnètic en el centre d'una petita espira de 10 micres de diàmetre sigui d'1 T.
2
Amb fil de coure lacat (el recobriment de laca aïlla el metall) es formen dues espires circulars concèntriques. Les obertures es mostren ampliades, però les espires es poden considerar completes.
a) Els extrems a i b del fil es connecten a una font d'alimentació. El corrent elèctric ha d'entrar per A o per B perquè el camp magnètic en el centre de les espires surti del pla de la figura?
b) Calcula el corrent elèctric necessari perquè el camp magnètic en el centre de les espires valgui 51 mT.
3
Es disposa d'una espira circular de 2.2 cm de radi i una altra de 2.8 cm de radi. Els fils de l'espira gran es connecten a una font d'alimentació i s'estableix un corrent elèctric de 2 A en sentit antihorari.
a) Què val la intensitat en μT i en valor absolut del camp magnètic en el centre de l'espira gran a causa del corrent de 2 A.
b) L'espira petita es col·loca en el pla de l'espira gran, concèntrica amb aquesta, i es connecta a una altra font d'alimentació perquè el corrent vagi en sentit horari. Quin valor ha de tenir la intensitat del corrent elèctric de l'espira petita anul·lar el camp magnètic en el centre de les dues espires.
4
a) Amb un fil conductor es formen dues espires circulars concèntriques de 16 mm i 8 mm de diàmetre, connectades com mostra la figura. Un corrent elèctric de 10 A circula per l'espira gran en sentit antihorari. Determina la intensitat B1 del camp magnètic en mT en centre C1 a causa de les dues espires circulars. La intensitat del camp serà positiva si el camp surt del pla del paper i negativa si entra.
b) Es forma el mateix tipus de circuit de dues espires circulars però amb la meitat de diàmetre. Aquest ciruit està lluny de l'altre. Què val el camp magnètic B2 en mT en el centre C2?
c) Què val B2/B1?
5
Sobre una làmina de paper rígid hi ha una espira circular de 2 mm de radi que porta un corrent de 5 A en sentit antihorari, i dos fils rectes llargs paral·lels com mostra la figura. A l'altre banda del paper, hi ha una espira concèntrica de 6 mm de radi.
a) Determina el sentit i la intensitat I3 del corrent que ha de portar l'espira de 6 mm per anul·lar el camp magnètic de l'espira de 2 mm. En el requadre de resposta escriu "horari" o "antihorari" segons s'hauria de marcar el sentit del corrent sobre la figura anterior, escriu després punt i coma i la intensitat I3 en amperes.
b) Amb el corrent de quin fil, l'1 o el 2, es podria anul·lar el camp magnètic de l'espira de 2 mm si els corrents tenen els sentits marcats a la figura? En el requadre de resposta escriu 1 o 2.
c) Quina intensitat ha de tenir el corrent del fil recte llarg que anul·la el camp de l'espira de 2 mm? En el requadre de resposta escriu la intensitat en valor absolut i en amperes.
d) Per anul·lar el camp de l'espira de 2 mm, és més gran el corrent I3 que ha de portar l'espira circular de 6 mm que el corrent del fil recte? Escriu sí o no, en minúscules, en el requadre.
Portada 
Temes 
Olimpíada