Kalkulator siły elektrostatycznej
Oblicz siłę oddziaływania elektrostatycznego między dwoma ładunkami elektrycznymi na podstawie prawa Coulomba. Podaj ładunki, odległość i przenikalność ośrodka.
Indukcja magnetyczna solenoidalna opisuje sile pola magnetycznego wewnatrz zwojnicy. Wzor B = mu0 * n * I, gdzie mu0 = 4pi x 10^-7 T*m/A, n = N/L to gestossc zwojow na metr. Kalkulator wyznacza B w teslach, natezenie pola H oraz gestosc energii pola magnetycznego.
Wzor B = mu0 * n * I, gdzie n = N/L (liczba zwojow podzielona przez dlugosc solenoidalna). Natezenie pola H = B/mu0 = n*I. Gestosc energii pola = B^2 / (2*mu0). Wzor jest dokladny dla nieskonczonego solenoidalnego; dla krotkich zwojnic nalezy stosowac poprawki brzegowe.
Solenoid: N = 1000 zwojow, L = 0,1 m, I = 1 A. n = 1000/0,1 = 10 000 m^-1. B = 4pi*10^-7 * 10 000 * 1 = 12,566 mT. H = n * I = 10 000 A/m. Gestosc energii = B^2 / (2*mu0) = 62 876 J/m^3.
Indukcja magnetyczna B (w teslach) opisuje sile pola magnetycznego. Wyznacza sile Lorentza na ladunki i jest podstawa projektowania silnikow, transformatorow i czujnikow.
Wzor wynika z prawa Ampere'a dla idealnego solenoidalnego. Dla nieskonczonej zwojnicy pole wewnatrz jest jednorodne i rowne mu0*n*I, gdzie mu0 = 4pi*10^-7 T*m/A.
Mu0 to przenikalnosc magnetyczna prozni, rowna 4pi*10^-7 T*m/A. Opisuje, jak silne pole wytwarza prad w prozni.
B (indukcja, w teslach) to laczne pole magnetyczne. H (natezenie, w A/m) to pole od samego pradu bez wkladu magnetyzacji materialu. W prozni B = mu0 * H.
Mozna zwiekszyc liczbe zwojow N, skrocic dlugosc L lub zwiekszyc prad I. Rdzen ferromagnetyczny mnozy B przez przenikalnosc wzgledna materialu (zelazo: ~1000).
Gestosc energii pola = B^2 / (2*mu0) w J/m^3. Mowi, ile energii jest zgromadzone w jednostce objetosci pola. Wazna przy projektowaniu cewek.
Wzor jest scisly dla nieskonczonego solenoidalnego (dlugosc >> srednica). Dla krotkich cewek wynik jest przyblizony; stosuje sie poprawki Nagaoki.
Indukcja B jest wyrazana w teslach (T). Stosuje sie tez militesle (mT) i mikrotesle (µT). Jednostka CGS to gauss: 1 T = 10 000 G.
Wzor dla prozni nie zalazy od temperatury. Jednak rosnaca rezystancja przy stalym napieciu obniza I, a tym samym B. Dla nadprzewodnikow temperatura musi byc ponizej krytycznej Tc.
Solenoidale i elektromagnesy sa w rezonansie magnetycznym (MRI: 1,5-3 T), akceleratorach czastek, silnikach, zaworach elektromagnetycznych i indukcyjnych podgrzewaczach. Obliczenie B to kluczowy krok projektu.
Wyniki kalkulatora maja charakter edukacyjny i orientacyjny.
Oblicz siłę oddziaływania elektrostatycznego między dwoma ładunkami elektrycznymi na podstawie prawa Coulomba. Podaj ładunki, odległość i przenikalność ośrodka.
Zobacz wszystkie kalkulatory: Kalkulatory naukowe — fizyka i chemia →