Faraday seadus: EMF muituvalt pindalalt

1 · Ennusta

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?

• 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.

2 · Seadista

1. 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)).
2. Lülita sisse indutseeritud EMF-i näit.
3. Loe indutseeritud EMF igal loetletud ajal.

3 · Kogu andmeid

Joonista indutseeritud EMF (y-telg) aja t (x-telg) suhtes oma kolme näidu jaoks ning visanda, kuidas ta võngub ühe täisperioodi (≈2,86 s) jooksul.

4 · Analüüsi

1. 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.
2. 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.

5 · Laienda

1. 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.
2. 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?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte