Elektromagnetizam
Promjenjiva površina petlje (ΔA)
Pritisni Pokreni — površina petlje diše; EMF slijedi −dΦ/dt.
Promjenjiva površina petlje (ΔA) — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Pritisni Pokreni — površina petlje diše; EMF slijedi −dΦ/dt. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Tok iz promjene površine
Pritisni Pokreni — površina petlje diše; EMF slijedi −dΦ/dt.
Uz homogeno B stalno, promjena površine petlje A modulira tok Φ = BA. Pritisni Pokreni — petlja diše i EMF = −dΦ/dt pojavljuje se kad god se površina mijenja. Usporedi ovaj slučaj (dA/dt) s postavom promjene B (dB/dt) da vidiš isti zakon iz dva uzroka.
- EMF = −dΦ/dt
- Φ = BA
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Petlja žice sjedi u fiksnom magnetskom polju, ali se površina same petlje oscilira (zamisli da se isteže i skuplja). Inducira li i to EMF, kao promjena jakosti polja?
Predviđanja za odvagnuti
- Da — Faradayevom zakonu važno je samo da se ukupni tok Φ = BA mijenja, bez obzira mijenja li se B ili A.
- Ne — samo promjena jakosti polja inducira EMF, a ne promjena površine.
- Promjena površine inducira EMF, ali potpuno drugačijim mehanizmom od promjene polja.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Vrijeme t (s)
Što mjeriš:
- Inducirani EMF (mV)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav changing-flux-area i pritisni Resetiraj. Polje je fiksno na 0.5 T; površina petlje oscilira kao A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
- Omogući očitanje induciranog EMF.
- Očitaj inducirani EMF pri svakom navedenom vremenu.
Odgovarajuća jednadžba
Faradayev zakon (promjenjiva površina) — Φ = B·A
Magnetski tok kroz petlju je Φ = BA. Kad se A mijenja u vremenu (B fiksno), Faradayev zakon i dalje vrijedi: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — isti zakon, samo sa zamijenjenim ulogama B i A.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) koristeći B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Usporedi s tablicom.
- Usporedi strukturu ove formule s onom pokusa changing-flux-b. Objasni zašto oba daju EMF razmjeran umnošku FIKSNE veličine (B ovdje, A tamo) i brzine promjene PROMJENJIVE veličine.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Klasični generator „klizne šipke“ mijenja površinu okruženu krugom fizičkim pomicanjem jedne stranice, inducirajući EMF = BLv (polje × duljina šipke × brzina klizanja) — mehanička verzija točno ovog učinka promjene površine. Objasni zašto brže klizanje šipke povećava inducirani EMF.
- Neki mikrofoni rade tako da magnet vibrira blizu fiksnog polja (ili se učinkovita površina zavojnice mijenja), pretvarajući zvučne vibracije u promjenjivi tok, a time i naponski signal. Zašto glasniji zvuk (veća amplituda vibracije) daje veći EMF signal?
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
- IB Physics — D.4 Induction
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Dobro došli u promjenu toka površinom
- Odaberi petlju
- Pritisni Pokreni
- EMF iz promjene površine
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →