Faradayn laki: sekä kenttä että pinta-ala muuttuvat yhtä aikaa

1 · Ennusta

Silmukan pinta-ala JA sen läpi kulkeva magneettikenttä värähtelevät molemmat samanaikaisesti. Voitko silti löytää indusoidun EMF:n yksinkertaisesti summaamalla kaksi erillistä vaikutusta (pelkkä B:n muutos, pelkkä A:n muutos) yhteen?

• Ei – tarvitset täyden tulokaavan d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, joka on enemmän kuin kahden erillisen EMF:n summaaminen.
• Kyllä – voit vain summata changing-flux-b- ja changing-flux-area-EMF-kaavat yhteen.
• Kerroat kaksi erillistä EMF-kaavaa keskenään.

2 · Kokoa

1. Avaa faraday-lenz-esiasetus ja paina Nollaa. Sekä B(t) että A(t) värähtelevät: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², taajuudella 0.5 Hz.
2. Ota käyttöön indusoidun EMF:n lukema.
3. Lue indusoitu EMF jokaisena listattuna ajankohtana.

3 · Kerää data

Kuvaa indusoitu EMF (y-akseli) aikaa t vasten (x-akseli) kolmelle lukemallesi.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske B(t) = B₀(1 + 0.5sin(ωt)), A(t) = A₀(1 + 0.35cos(ωt)), B'(t) = B₀·0.5ω·cos(ωt), A'(t) = −A₀·0.35ω·sin(ωt), sitten EMF = −(A·B' + B·A') arvoilla B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s. Vertaa taulukkoon.
2. Selitä, miksi tulokaava d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt on täsmälleen oikea työkalu tässä – vuo on B:n ja A:n TULOTE, ja kalkyylin tulokaava (ei yksinkertainen summaaminen) kertoo, miten tulotteen muutosnopeus riippuu molemmista tekijöistä, jotka muuttuvat yhdessä.

5 · Laajenna

1. Vertaa tämän kokeen EMF-arvoja changing-flux-b:n ja changing-flux-area:n arvoihin samankaltaisina ajankohtina. Selitä, miksi et voi yksinkertaisesti ennustaa tätä yhdistettyä tulosta summaamalla muiden kahden kokeen EMF-arvot samalla ajankohdalla, vaikka kaikki kolme käyttävät tulokaavaa alla.
2. Muuntajan muuttuva vuo tulee yhden kelan muuttuvasta virrasta (joka muuttaa B:tä), ei mistään liikkuvista osista (A on kiinteä siellä). Selitä, miksi faraday-lenz-kokeen yhdistetty muutostilanne on yleisempi kuin mitä paikallaan oleva muuntaja oikeasti tarvitsee.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia