Untuk melakar medan magnet, lukis garis licin yang keluar dari kutub utara, melengkung dan masuk ke kutub selatan, dengan satu anak panah pada setiap garis dan jarak lebih rapat di tempat medan lebih kuat. Peraturan yang sama digunakan untuk magnet bar, dua kutub yang bertentangan, dawai lurus dan gegelung.
Kemahiran ini muncul dalam kemagnetan dan medan sebagai soalan lukisan, biasanya bernilai beberapa markah untuk anak panah, jarak dan bentuk.
Apakah sebenarnya yang ditunjukkan oleh garis medan?
Medan magnet ialah kawasan tempat bahan magnet atau arus mengalami daya. Garis medan ialah peta bagi kawasan itu. Pada mana-mana titik, arah garis ialah arah kutub utara bebas yang kecil akan ditolak.
Tiga peraturan mengikutinya.
Garis tidak pernah bersilang, kerana medan mempunyai satu arah pada setiap titik. Garis lebih rapat di tempat medan lebih kuat. Garis keluar dari utara dan masuk ke selatan, jadi anak panah sentiasa dari U ke S di luar magnet.
Bagaimanakah saya melakar corak yang lazim?
- Magnet bar. Lukis 4 hingga 6 garis pada setiap sisi, melengkung dari hujung utara ke hujung selatan. Rapatkan garis di kutub dan biarkan garis merenggang di tengah lengkung.
- Dua kutub berbeza jenis saling berhadapan. Garis lurus merentasi jurang dari U ke S, sama jarak dan selari di tengah. Kawasan itu ialah medan seragam. Di tepi, garis melengkung ke luar.
- Dua kutub sama jenis saling berhadapan. Garis dari setiap kutub melengkung menjauhi kutub yang satu lagi. Di tengah, medan ialah sifar, dipanggil titik neutral. Jangan biarkan garis bersilang di situ.
- Dawai lurus membawa arus. Garis ialah bulatan di sekeliling dawai, semakin jauh jaraknya apabila menjauhi dawai. Gunakan petua genggaman tangan kanan: ibu jari sepanjang arus, jari melengkung mengikut arah medan.
- Solenoid (gegelung panjang). Di dalam, garis rapat, lurus dan selari. Di luar, garis melengkung seperti magnet bar. Hujung yang arusnya kelihatan lawan arah jam ialah kutub utara.
Contoh berlangkah
Lakar dan labelkan corak medan solenoid apabila arus mengalir ikut arah jam apabila dilihat dari hujung kirinya. (Situasi rekaan.)
Langkah 1, cari kutub. Ikut arah jam dari hujung kiri bermaksud hujung itu ialah kutub selatan. Hujung kanan, yang arusnya kelihatan lawan arah jam, ialah kutub utara.
Langkah 2, lukis bahagian dalam. Lukis garis lurus sama jarak di sepanjang bahagian dalam dari hujung kiri (S) ke hujung kanan (U). Anak panah menghala ke kanan. Medan di dalam kuat dan seragam.
Langkah 3, lukis bahagian luar. Lukis garis yang keluar dari hujung kanan, melengkung dan kembali ke hujung kiri. Anak panah di luar menghala dari kanan ke kiri, seperti magnet bar.
Langkah 4, semak. Setiap garis ialah gelung tertutup, tiada yang bersilang, dan garis paling rapat di dalam gegelung dan di hujung.
Perhatikan bahawa anak panah di luar bergerak dari utara ke selatan, manakala anak panah di dalam bergerak dari selatan ke utara. Bersama-sama, garis itu ialah satu gelung berterusan.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan lazim ialah meletakkan anak panah yang menghala ke dalam kutub utara.
Jawapan yang salah: magnet bar dengan anak panah dari selatan ke utara di luar.
Pelajar ingat bahawa “garis menyambung kutub” tetapi tidak ingat arahnya.
Pembetulannya ialah menyebut “utara ialah tempat garis bermula di luar”. Bayangkan garis medan keluar dari U dan tiba di S. Semakan pantas ialah membaca lakaran dengan kuat: “keluar dari U, masuk ke S”.
Kesilapan kedua ialah menamatkan garis di ruang kosong. Setiap garis mesti menyambung satu kutub ke kutub yang lain, atau berlalu ke tepi lukisan mengikut arah yang dituju.
Semak sendiri
1. Dua magnet bar saling berhadapan dengan kutub utara paling dekat. Huraikan medan pada titik tepat di tengah antara kedua-duanya.
Tunjukkan jawapan
Medan ialah sifar pada titik tengah itu, iaitu titik neutral. Kedua-dua medan menghala dalam arah bertentangan dan sama saiz di situ, jadi saling membatalkan.
2. Dalam satu lakaran, garis lebih rapat di dekat titik A berbanding titik B. Titik manakah mempunyai medan lebih kuat?
Tunjukkan jawapan
Titik A. Garis yang lebih rapat bermaksud medan lebih kuat.
3. Sebuah solenoid mempunyai kutub utara di hujung kanannya. Apabila dilihat dari hujung kanan, adakah arus ikut arah jam atau lawan arah jam?
Tunjukkan jawapan
Lawan arah jam. Hujung yang kelihatan lawan arah jam ialah kutub utara.
Ke mana selepas ini
Apabila lakaran anda sudah boleh dipercayai, teruskan ke menerangkan kemagnetan teraruh, yang menggunakan garis medan yang sama untuk menunjukkan sebab magnet menarik besi. Kemudian uji semuanya dengan set latihan kemagnetan dan medan.
Sesetengah pelajar boleh melukis magnet bar tetapi kehilangan markah pada gegelung atau titik neutral. Corak seperti itulah yang dicari oleh guru kami dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.