Elektromagnetism
Muutuv kontuuri pindala (ΔA)
Vajuta Esita — kontuuri pindala hingab; EMF järgib −dΦ/dt.
Muutuv kontuuri pindala (ΔA) — interaktiivne Elektromagnetism simulatsioon. Vajuta Esita — kontuuri pindala hingab; EMF järgib −dΦ/dt. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Voo muutus pindala muutusest
Vajuta Esita — kontuuri pindala hingab; EMF järgneb −dΦ/dt.
Ühtlast B konstantsena hoides moduleerib kontuuri pindala A muut voolu Φ = BA. Vajuta Esita — kontuur hingab ja EMF = −dΦ/dt ilmub iga kord, kui pindala muutub. Võrdle seda juhtu (dA/dt) muutuva B eelseadistusega (dB/dt), et näha sama seadust kahest põhjusest.
- EMF = −dΦ/dt
- Φ = BA
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Traadist silmus istub fikseeritud magnetväljas, aga silmuse enda pindala võngub (kujuta ette, et ta venib ja tõmbub kokku). Kas see indutseerib samuti EMF-i, samal viisil kui välja tugevuse muutumine?
Kaalutavad ennustused
- Jah — Faraday seadusele oluline on ainult koguvoo Φ = BA muutumine, sõltumata sellest, kas B või A on see, mis muutub.
- Ei — ainult välja tugevuse muutumine indutseerib EMF-i, mitte pindala muutumine.
- Pindala muutumine indutseerib EMF-i, aga täiesti teistsuguse mehhanismiga kui välja muutumine.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Aeg t (s)
Mida sa mõõdad:
- Indutseeritud EMF (mV)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava muutuva voo A eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Väli on fikseeritud 0,5 T; silmuse pindala võngub kui A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
- Lülita sisse indutseeritud EMF-i näit.
- Loe indutseeritud EMF igal loetletud ajal.
Juhtiv võrrand
Faraday seadus (muutuv pindala) — Φ = B·A
Magnetvoog läbi silmuse on Φ = BA. Kui A muutub ajas (B fikseeritud), kehtib Faraday seadus endiselt: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — sama seadus, lihtsalt B ja A rollidega vahetatult.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt), kasutades B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Võrdle tabeliga.
- Võrdle selle valemi struktuuri muutuva voo B eksperimendi omaga. Selgita, miks mõlemad annavad EMF-i võrdelise FIKSEERITUD suuruse (siin B, seal A) ja MUUTUVA suuruse muutumiskiiruse korrutisega.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Klassikaline „libiseva varre“ generaator muudab vooluringi ümbritsetud pindala ühe külje füüsilise liigutamisega, indutseerides EMF = BLv (väli × varre pikkus × libisemiskiirus) — täpselt selle muutuva pindala efekti mehaaniline versioon. Selgita, miks varre kiirem libistamine suurendab indutseeritud EMF-i.
- Mõned mikrofonid töötavad nii, et magnet võnkleb lähedal (või pooli tulekuspindala muutub suhtes) fikseeritud väljaga, muundades helivõnked muutuvaks vooks ja seega pingenäiduks. Miks toob valjem heli (suurem võnkeamplituud) kaasa suurema EMF-i signaali?
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
- IB Physics — D.4 Induction
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Tere tulemast muutuva pindala voo juurde
- Vali kontuur
- Vajuta Esita
- EMF muutuvast pindalast
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.