फैराडे का नियम: बदलते क्षेत्र से ईएमएफ

1 · भविष्यवाणी

तार का एक लूप एक चुंबकीय क्षेत्र में बैठता है जिसकी ताकत समय के साथ दोलन करती है (लूप का क्षेत्र निश्चित रहता है)। क्या लूप में ईएमएफ दिखाई देता है, भले ही लूप स्वयं नहीं चल रहा हो?

• नहीं - ईएमएफ को लूप या फ़ील्ड स्रोत की भौतिक गति की आवश्यकता होती है।
• हाँ - फैराडे का नियम कहता है कि एक बदलता हुआ प्रवाह एक स्थिर लूप में भी ईएमएफ को प्रेरित करता है, जब तक कि क्षेत्र स्वयं बदल रहा हो।
• ईएमएफ केवल तभी प्रकट होता है जब लूप क्षेत्र के माध्यम से घूम रहा हो।

2 · सेट अप

1. changing-flux-b प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। लूप का क्षेत्र 0.02 m²; पर निश्चित है, फ़ील्ड B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4 Hz × t)) के रूप में दोलन करता है।
2. प्रेरित-ईएमएफ रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक सूचीबद्ध समय पर प्रेरित ईएमएफ पढ़ें।

3 · डेटा एकत्रित करें

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 (2.5 s) में कैसे दोलन करता है।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2 π×0.4 rad/s. का उपयोग करके EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) की गणना करें, तालिका से तुलना करें।
2. बताएं कि क्यों प्रेरित ईएमएफ क्षेत्र कितनी तेजी से बदल रहा है (dB/dt), के समानुपाती है, न कि क्षेत्र के तात्कालिक मूल्य के लिए - ईएमएफ तब भी बड़ा हो सकता है जब बी स्वयं अपने औसत मूल्य के करीब हो, अगर बी वहाँ तेजी से बदल रहा है।

5 · विस्तार

1. एसी जनरेटर के पीछे यह मूल सिद्धांत है: बी को सीधे बदलने के बजाय, जनरेटर एक निश्चित क्षेत्र के माध्यम से एक लूप को घुमाता है, जो फ्लक्स को भी प्रभावी ढंग से बदलता है। बताएं कि जनरेटर का डिज़ाइन आमतौर पर चुंबक को दोलन करने के बजाय कुंडल को क्यों घुमाता है।
2. EMF = −dΦ/dt (लेन्ज़ का नियम) में नकारात्मक चिह्न का अर्थ है कि प्रेरित धारा उस परिवर्तन का विरोध करती है जिसके कारण यह हुआ। बताएं कि बढ़ते क्षेत्र बनाम घटते क्षेत्र में लूप के लिए भौतिक रूप से 'परिवर्तन का विरोध' का क्या मतलब है।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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