Faraday seadus: EMF muutuvalt väljalt

1 · Ennusta

Traadist silmus istub magnetväljas, mille tugevus võngub ajas (silmuse pindala püsib fikseeritud). Kas EMF tekib silmuses, kuigi silmus ise ei liigu?

• 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.

2 · Seadista

1. 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)).
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 (2,5 s) jooksul.

4 · Analüüsi

1. 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.
2. 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.

5 · Laienda

1. 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.
2. 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.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte