ফ্যারাডের সূত্র: বদলানো ক্ষেত্র থেকে EMF
1 · প্রত্যাশা করুন
একটি তারের লুপ এমন চৌম্বক ক্ষেত্রে বসে আছে যার মান সময়ের সাথে দোলে (লুপের ক্ষেত্রফল স্থির)। লুপটি নিজে না নড়লেও কি লুপে EMF দেখা দেয়?
- না — EMF-এর জন্য লুপ বা ক্ষেত্র-উৎসের ভৌত গতি লাগে।
- হ্যাঁ — ফ্যারাডের সূত্র বলে বদলানো ফ্লাক্স EMF আবেশ সৃষ্টি করে, স্থির লুপেও, যদি ক্ষেত্র নিজেই বদলাচ্ছে।
- EMF কেবল তখনই দেখা দেয় যদি লুপটি ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে চলমান থাকে।
2 · প্রস্তুতি
- changing-flux-b প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। লুপের ক্ষেত্রফল স্থির 0.02 m²; ক্ষেত্র দোলে B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t))।
- আবেশিত-EMF রিডআউট চালু করুন।
- তালিকাভুক্ত প্রতিটি সময়ে আবেশিত EMF পড়ুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| সময় t (s) | আবেশিত তড়িৎচালক বল (mV) |
|---|---|
| 0.30 | |
| 0.70 | |
| 1.10 |
আপনার তিনটি পাঠের জন্য সময় t (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে আবেশিত EMF (y-অক্ষ) প্লট করুন, এবং একটি পূর্ণ পর্যায়কালে (2.5 s) এটি কীভাবে দোলে তা আঁকুন।
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s ব্যবহার করে EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ব্যাখ্যা করুন কেন আবেশিত EMF ক্ষেত্রটি কত দ্রুত বদলাচ্ছে তার (dB/dt) সমানুপাতিক, ক্ষেত্রের তাৎক্ষণিক মানের নয় — B নিজে গড় মানের কাছে থাকলেও, সেখানে B দ্রুত বদলালে EMF বড় হতে পারে।
5 · বিস্তার করুন
- এটিই AC জেনারেটরের মূল নীতি: B সরাসরি বদলানোর বদলে জেনারেটর একটি লুপকে স্থির ক্ষেত্রে ঘোরায়, যা ফ্লাক্স সমান কার্যকরভাবে বদলায়। ব্যাখ্যা করুন কেন জেনারেটরের নকশায় সাধারণত চুম্বক দোলানোর বদলে কুণ্ডলী ঘোরানো হয়।
- EMF = −dΦ/dt-এর ঋণাত্মক চিহ্ন (লেনজের সূত্র) মানে আবেশিত প্রবাহ যে পরিবর্তন তাকে জন্ম দিয়েছে তার বিরোধিতা করে। বাড়ন্ত ক্ষেত্রে বনাম কমন্ত ক্ষেত্রে একটি লুপের জন্য 'পরিবর্তনের বিরোধিতা' ভৌতভাবে কী বোঝায়, তা ব্যাখ্যা করুন।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
ফ্যারাডের সূত্র (বদলানো ক্ষেত্র)
লুপের মধ্য দিয়ে চৌম্বক ফ্লাক্স Φ = BA। B সময়ের সাথে বদলালে (A স্থির) ফ্যারাডের সূত্র দেয় আবেশিত EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt — লুপের ক্ষেত্রফল ও ক্ষেত্রের পরিবর্তনের হারের সমানুপাতিক।