Feladat: 2009. évi Eötvös fizikaverseny 3. feladata Korcsoport: - Nehézségi fok: -
Kitűző(k):  Károlyházy Frigyes 
Füzet: 2010/március, 171. oldal  PDF file
Témakör(ök): Eötvös Loránd (korábban Károly Irén), Nyugalmi indukció, Egyéb változó áram, Becslési feladatok
Hivatkozás(ok):Feladatok megoldásai: 2010/március: 2009. évi Eötvös fizikaverseny 3. feladata

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Egy hosszú, keskeny szolenoidban egyenáramot tartunk fenn. Legyen például a tekercs hosszúsága =60 cm, sugara r=2cm, menetszáma N=600, az áramerősség I0=1 mA.
A tekercset a közepe táján hézagmentesen körülvesszük egy egyszerű, zárt vezető hurokkal (A), és egy ugyanekkora átmérőjű, de kettős hurkot (zárt, ,,kétmenetes tekercset'') (B) helyezünk el a tekercs szájánál is, az 5. ábra szerint. A és B olyan anyagból készült, amely viszonylag könnyen szupravezetővé tehető, ohmikus ellenállása kellőképpen alacsony hőmérsékleten zérussá válik.

 

 
5. ábra
 

Kezdetben természetesen nem folyik áram A-ban és B-ben. De most lehűtjük, szupravezetővé tesszük őket, majd a szoleniod áramkörét megszakítjuk. Ekkor (mivel a mágneses fluxus, amely egy zárt szupravezető áramkörön halad át, nem változhat meg) az A hurokban valamekkora IA, a kettős hurokban IB áram indukálódik, amely fenn is marad.
1. Hasonlítsa össze IA és IB nagyságát! Közelítőleg egyenlők-e, és ha nem, melyik nagyobb a másiknál és hányszor?
2. A szolenoidra vonatkozó adatok ismeretében adjon valamilyen ésszerű becslést IA értékére!