Elektromagnetizam
Promjenjivi magnetski tok (ΔB)
Pritisni Pokreni — B oscilira, Φ(t) i EMF(t) prate se na grafu.
Promjenjivi magnetski tok (ΔB) — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Pritisni Pokreni — B oscilira, Φ(t) i EMF(t) prate se na grafu. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Faradayev zakon
Pritisni Pokreni — B oscilira, Φ(t) i EMF(t) prate se na grafu.
Faradayev zakon: EMF = −dΦ/dt kad se magnetski tok Φ = BA kroz petlju mijenja. Ovdje B oscilira dok površina A ostaje fiksna, pa Φ(t) slijedi B(t). Pritisni Pokreni — graf prati Φ i inducirani EMF; EMF dostiže vrh kad je |dB/dt| najveći, a ne kad je sam B maksimalan.
- 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 magnetskom polju čija jakost oscilira u vremenu (površina petlje ostaje fiksna). Pojavljuje li se EMF u petlji iako se petlja sama ne giba?
Predviđanja za odvagnuti
- Ne — EMF zahtijeva fizičko gibanje petlje ili izvora polja.
- Da — Faradayev zakon kaže da promjenjivi tok inducira EMF, čak i u mirnoj petlji, sve dok se samo polje mijenja.
- EMF se pojavljuje samo ako se petlja giba kroz polje.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Vrijeme t (s)
Što mjeriš:
- Inducirani EMF (mV)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav changing-flux-b i pritisni Resetiraj. Površina petlje fiksna je na 0.02 m²; polje oscilira kao B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
- Omogući očitanje induciranog EMF.
- Očitaj inducirani EMF pri svakom navedenom vremenu.
Odgovarajuća jednadžba
Faradayev zakon (promjenjivo polje) — Φ = B·A
Magnetski tok kroz petlju je Φ = BA. Kad se B mijenja u vremenu (A fiksno), Faradayev zakon daje inducirani EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt — razmjeran površini petlje i brzini promjene polja.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) koristeći A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto je inducirani EMF razmjeran tome koliko BRZO se polje mijenja (dB/dt), a ne trenutačnoj vrijednosti polja — EMF može biti velik čak i kad je sam B blizu prosječne vrijednosti, ako se B tamo brzo mijenja.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Ovo je osnovno načelo generatora izmjenične struje: umjesto izravne promjene B, generator rotira petlju kroz fiksno polje, što tok mijenja jednako učinkovito. Objasni zašto dizajn generatora obično rotira petlju umjesto da oscilira magnet.
- Negativan predznak u EMF = −dΦ/dt (Lenzovo pravilo) znači da inducirana struja suprotstavlja promjeni koja ju je uzrokovala. Objasni što „suprotstavljanje promjeni“ fizikalno znači za petlju u rastućem naspram padajućem polju.
- 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 B
- Odaberi petlju
- Pritisni Pokreni
- EMF iz promjene B
- 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 →