Zależność między prądem a polem magnetycznym w wielu podstawowych modelach jest liniowa: gdy natężenie prądu rośnie, rośnie też pole magnetyczne wytwarzane przez przewodnik lub cewkę. Wynika to z praw elektromagnetyzmu opisujących, że prąd jest źródłem pola magnetycznego (np. w ujęciu prawa Ampère’a).
Dlatego odpowiedź "Pole magnetyczne zostanie podwojone." jest poprawna w standardowym założeniu, że rozpatrujemy ten sam geometrycznie układ (ten sam przewodnik/ta sama cewka), a materiał obwodu magnetycznego pracuje w zakresie, w którym obowiązuje przybliżenie liniowe (brak nasycenia).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w tym ujęciu?
- "Pole magnetyczne zostanie zredukowane do połowy." – to byłoby sprzeczne z kierunkiem wpływu prądu: mniejszy prąd daje słabsze pole, większy prąd daje silniejsze pole.
- "Pole magnetyczne zostanie zwiększone czterokrotnie." – taki skok sugeruje zależność kwadratową. Częsty błąd bierze się z mylenia pola z wielkościami energetycznymi (np. moc cieplna na oporniku może zależeć od I2), ale samo pole od prądu w prostych wzorach rośnie proporcjonalnie do I.
- "Pole magnetyczne nie zmieni się." – brak zmiany pola byłby typowy, gdy nie zmienia się prąd (lub gdy rozpatruje się sytuację bez źródła pola). Skoro prąd jest podwajany, to źródło pola się zmienia.
Uwaga praktyczna dla mechatronika: w realnych elementach (elektromagnes, rdzeń ferromagnetyczny) przy bardzo dużych prądach może pojawić się nasycenie, które osłabia "idealną" proporcjonalność. Jednak w typowych zadaniach egzaminacyjnych, bez dodatkowych danych o nasyceniu, przyjmuje się model liniowy.
