Elektromagnetism
Muutuv magnetvoog (ΔB)
Vajuta Esita — B võngub, Φ(t) ja EMF(t) joonistuvad graafikule.
Muutuv magnetvoog (ΔB) — interaktiivne Elektromagnetism simulatsioon. Vajuta Esita — B võngub, Φ(t) ja EMF(t) joonistuvad graafikule. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Faraday seadus
Vajuta Esita — B võngub, Φ(t) ja EMF(t) joonistuvad graafikule.
Faraday seadus: EMF = −dΦ/dt, kui muutub kontuuri läbiv magnetvoog Φ = BA. Siin B võngub, samas kui pindala A püsib fikseeritud, seega Φ(t) järgneb B(t)-le. Vajuta Esita — graafik jälgib Φ-d ja indutseeritud EMF-i; EMF tippleb, kui |dB/dt| on suurim, mitte kui B ise on maksimumis.
- 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 magnetväljas, mille tugevus võngub ajas (silmuse pindala püsib fikseeritud). Kas EMF tekib silmuses, kuigi silmus ise ei liigu?
Kaalutavad ennustused
- Ei — EMF nõuab silmuse või välja allika füüsilist liikumist.
- Jah — Faraday seadus ütleb, et muutuv voog indutseerib EMF-i, isegu paigalseisvas silmuses, niikaua kui väli ise muutub.
- EMF tekib ainult siis, kui silmus liigub välja läbi.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Aeg t (s)
Mida sa mõõdad:
- Indutseeritud EMF (mV)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava muutuva voo B eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Silmuse pindala on fikseeritud 0,02 m²; väli võngub kui B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
- Lülita sisse indutseeritud EMF-i näit.
- Loe indutseeritud EMF igal loetletud ajal.
Juhtiv võrrand
Faraday seadus (muutuv väli) — Φ = B·A
Magnetvoog läbi silmuse on Φ = BA. Kui B muutub ajas (A fikseeritud), annab Faraday seadus indutseeritud EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt — võrdeline silmuse pindalaga ja välja muutumiskiirusega.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt), kasutades A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks indutseeritud EMF on võrdeline sellega, kui KIIRELT väli muutub (dB/dt), mitte välja hetkväärtusega — EMF võib olla suur isegi siis, kui B ise on oma keskväärtuse lähedal, kui B muutub seal kiiresti.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- See on vahelduvvoolugeneraatori põhiprintsiip: pigem kui muuta B-d otse, pöörab generaator silmust fikseeritud välja läbi, mis muudab voogu sama tõhusalt. Selgita, miks generaatori disain tavaliselt pöörab pooli pigem kui võnkuma magnetit.
- Miinusmärk võrrandis EMF = −dΦ/dt (Lenzi seadus) tähendab, et indutseeritud vool vastandub muutusele, mis ta tekitas. Selgita, mida „muutusele vastandumine“ füüsiliselt tähendab silmuse jaoks kasvavas väljas versus kahanevas väljas.
- 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 voolu B juurde
- Vali kontuur
- Vajuta Esita
- EMF muutuvast B-st
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.