Polja zaradi tokov v žicah in zankah

Magnetno polje okrog dolge, ravne žice, po kateri teče tok v smeri pravokotno iz zaslona, ima krožno smer okrog žice (položaj je podan v metrih, jakost magnetnega polja je podana v teslih). Za določanje smeri magnetnega polja lahko uporabimo pravilo desne roke. Če usmerimo palec desne roke iz zaslona (torej v smeri toka) in sklenemo preostale prste v pest, bodo ti prsti kazali v smeri magnetnega polja okrog vodnika. Namesto ene žice lahko dodamo štiri (spet take, po katerih teče tok v smeri iz zaslona). Opazujmo vektorje polja, ki jih doda vsaka od teh žic. Z dvoklikom na animacijo povzročimo izpis velikosti polja in izris silnice skozi dano točko (velikost vektorja B je ponazorjena barvno, drugače kot je v navadi v literaturi).

Kakšno smer polja oziroma silnic magnetnega polja lahko pričakujemo, če bi dodali veliko žic, ki bi bile poravnane v vodoravni vrsti? Najprej skiciraj svojo napoved. Nato klikni na gumb "plošča". Pojasni videz magnetnega polja.

V primeru plošče lahko napoveš, da se polja tokov posameznih žic v smeri y med seboj kompenzirajo oziroma izničijo. Tako ostane le polje v smeri x. Ker potekajo tokovi vseh žic iz ekrana, kaže polje nad ploščo v levo, pod ploščo pa v desno.

Sedaj postavimo žično zanko pravokotno na zaslon. V naši predstavitvi gledamo rob žične zanke. Žica kaže v zaslon, zakroži in se vrne nazaj iz zaslona. Modra in rdeča točka predstavljata presek žice, rdeča naj kaže tok, ki teče iz ekrana, modra pa tok, ki teče v ekran. Opiši za ta primer, kako teče tok. Ali teče tok v ekran na vrhu ali na dnu zanke? Polje kaže vzdolž centralne osi zanke na desno in se od tu razprši (divergira). S klikom in premikom rdeče ali modre točke spreminjamo velikost zanke. Opazimo, da z večanjem zanke postaja polje v središču zanke čedalje bolj enakomernejše.

Kaj lahko pričakujemo, če postavimo več zank eno ob drugi? Poskusi s klikom na gumb "solenoid". Kakšne so podobnosti in kakšne razlike med poljem v tuljavi (solenoidu) in poljem nad ploščo? Spet se polja v smeri y kompenzirajo, tako da ostane le polje v smeri x. Če vemo, da Amperova pot  v ravnini s stranmi izven tuljave ne obkroža nobenega toka, je tam magnetno polje enako nič. Znotraj tuljave pa imamo homogeno magnetno polje, ki kaže v desno.

Za uporabo Amperovega zakona potrebujemo občutek za smer magnetnih polj za eno žico ali skupino žic, nakar moramo narediti Amperovo zanko, ki se ujema s simetrijo teh magnetnih polj.