फैराडे का नियम: बदलते क्षेत्रफल से ईएमएफ
1 · भविष्यवाणी
तार का एक लूप एक निश्चित चुंबकीय क्षेत्र में बैठता है, लेकिन लूप का अपना क्षेत्र दोलन करता है (कल्पना करें कि यह खिंचता और सिकुड़ता है)। क्या यह भी ईएमएफ को प्रेरित करता है, उसी तरह जैसे क्षेत्र की बदलती ताकत प्रेरित करती है?
- हाँ - फैराडे का नियम केवल कुल प्रवाह Φ = BA के परिवर्तन की परवाह करता है, भले ही B या A में परिवर्तन हो रहा हो।
- नहीं - केवल बदलती क्षेत्र की ताकत ईएमएफ को प्रेरित करती है, बदलते क्षेत्र को नहीं।
- क्षेत्रफल बदलने से EMF प्रेरित होता है, लेकिन क्षेत्र बदलने से बिल्कुल भिन्न तंत्र से।
2 · सेट अप
- changing-flux-area प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। फ़ील्ड 0.5 T पर निश्चित है; लूप का क्षेत्र A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35 Hz × t)) के रूप में दोलन करता है।
- प्रेरित-ईएमएफ रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक सूचीबद्ध समय पर प्रेरित ईएमएफ पढ़ें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| समय टी (s) | प्रेरित ईएमएफ (mV) |
|---|---|
| 0.50 | |
| 1.00 | |
| 1.50 |
अपने तीन रीडिंग के लिए समय t (x-अक्ष) के विरुद्ध प्रेरित EMF (y-अक्ष) को प्लॉट करें, और स्केच करें कि यह एक पूर्ण अवधि (≈ 2.86 s) में कैसे दोलन करता है।
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए, B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2 π×0.35 rad/s. का उपयोग करके EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) की गणना करें। टेबल.
- इस सूत्र की संरचना की तुलना changing-flux-b प्रयोग से करें। बताएं कि दोनों निश्चित मात्रा (बी यहाँ, ए वहाँ) के उत्पाद और बदलती मात्रा के परिवर्तन की दर के अनुपात में ईएमएफ क्यों देते हैं।
5 · विस्तार
- एक क्लासिक 'स्लाइडिंग रॉड' जनरेटर एक तरफ भौतिक रूप से घूमकर परिपथ के संलग्न क्षेत्र को बदलता है, जिससे EMF = BLv (फ़ील्ड × रॉड लंबाई × स्लाइडिंग गति) प्रेरित होता है - बिल्कुल इसी changing-area प्रभाव का एक यांत्रिक संस्करण। बताएं कि रॉड को तेजी से फिसलने से प्रेरित ईएमएफ क्यों बढ़ जाता है।
- कुछ माइक्रोफ़ोन एक निश्चित क्षेत्र के पास एक चुंबक कंपन (या कॉइल के प्रभावी क्षेत्र के सापेक्ष परिवर्तन) के द्वारा काम करते हैं, जो ध्वनि कंपन को एक बदलते प्रवाह और इसलिए एक वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करते हैं। तेज़ ध्वनि (बड़ा कंपन आयाम) बड़ा ईएमएफ सिग्नल क्यों उत्पन्न करता है?
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
फैराडे का नियम (क्षेत्र परिवर्तन)
एक लूप के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह Φ = BA है। जब A समय (B निश्चित) में बदलता है, तब भी फैराडे का नियम लागू होता है: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt - वही नियम, बस B और A की भूमिकाओं की अदला-बदली के साथ।
विद्युतचुंबकत्व
- कूलम्ब का नियम: एक बिंदु आवेश के आसपास का क्षेत्र
- विद्युत द्विध्रुव: दो विपरीत आवेशों को सुपरपोज़ करना
- आवेश की एक परिमित रेखा का क्षेत्र
- समानांतर-प्लेट संधारित्र: चार्ज और ऊर्जा भंडारण
- एक पृथक आवेशित गोला
- परिपथ घटक से मेल खाने वाला एक वास्तविक संधारित्र
- लोरेंत्ज़ फ़ोर्स: एक चुंबकीय क्षेत्र में गतिमान आवेश
- विद्युत धारा प्रवाहित करने वाले तार का चुंबकीय क्षेत्र
- सोलेनॉइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र
- फैराडे का नियम: बदलते क्षेत्र से ईएमएफ
- फैराडे का नियम: क्षेत्र और क्षेत्रफल दोनों एक साथ बदलते हैं
- आरएलसी प्रतिबाधा बनाम ड्राइव आवृत्ति: अनुनाद ढूँढना