ביו-סבר

לפי חוק ביו סבר, השדה החשמלי שיוצר זרם יהיה מאונך לכיוון הזרם ולוקטור המיקום, ויקטן לפי המרחק בריבוע מהזרם. נוסחתו, אם כן, תהיה:

dB=\frac I{r^2}(d\vec  l×\hat r)

במקרים בהם לא נוכל להשתמש בחוק-אמפר, נחשב את השדה המגנטי בעזרת חוק ביו-סבר.
לדוגמא, חישוב השדה המגנטי מעל מרכז טבעת הנושאת זרם:

נציב את הנתונים בנוסחת ביו-סבר:

\vec B_{(z)}=\frac{q \cdot v}{r^2}     (\hat θ  ×\hat r)   =\frac {q\cdot v} {R^2+z^2}\hat \phi

ונקבל את השדה המגנטי שנוצר ע״י חתיכת זרם אינטיפיסימלית.

cos(θ)=\frac Rr

הכפלה בקוסינוס הזווית תיתן לנו את הרכיב האנכי (שאיננו מתבטל מטעמי סימטריה)

\vec B_{(z)}=\frac {q\cdot v}{R^2+z^2}\cdot\frac R r

ונקבל את נוסחת השדה המגנטי מעל טבעת עם זרם

\vec B_{(z)}=I\frac {R^2}{(R^2+z^2)^{\frac32}}

חישוב נוסף שכדאי להכיר, הוא השדה המגנטי מעל טבעת טעונה המסתובבת במהירות זוויתית נתונה. במקרה כזה הזרם יוחלף במשוואה בהכפלת מטען הטבעת במהירותה הזוויתית:

I=q\omega

חוק ביו-סבר לחישוב שדה מגנטי של זרם בתיל ישר

חוק ביו-סבר מאפשר לנו לחשב את השדה המגנטי של כל צורה כללית, אך במקרים סימטריים ניתן לבצע חישוב פשוט יותר, ובמקום שימוש בחוק ביו-סבר נשתמש בחוק אמפר.
דוגמא נפוצה למצב שכזה תהיה למשל חישוב השדה המגנטי שיוצר זרם בתיל ישר.

שליחת מטלה לבדיקה (גרסה 6.10)

נא למלא את הפרטים ולצרף את קובץ המטלה (PDF או תמונה).