Elektromagnetizam
Faraday–Lenz (ΔB + ΔA)
Mijenjaju se i B i površina — usporedi krivulje Φ i EMF.
Faraday–Lenz (ΔB + ΔA) — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Mijenjaju se i B i površina — usporedi krivulje Φ i EMF. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Faraday–Lenzov zakon
Mijenjaju se i B i površina — usporedi krivulje Φ i EMF.
Kad se mijenjaju i B i površina petlje, Φ = BA se mijenja iz dva doprinosa. Lenzovo pravilo: inducirani EMF (i struja) suprotstavljaju se promjeni toka koja ih je uzrokovala. Pritisni Pokreni i usporedi Φ(t) s EMF(t) — primijeti da se predznak EMF preokreće u borbi protiv rastućeg naspram padajućeg toka.
- EMF se suprotstavlja ΔΦ
- 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
Površina petlje I magnetsko polje kroz nju obje osciliraju istovremeno. Možeš li i dalje naći inducirani EMF pukim zbrajanjem dva odvojena učinka (promjena B sama, promjena A sama)?
Predviđanja za odvagnuti
- Ne — treba ti puno pravilo umnoška d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, što je više od pukog zbrajanja dva odvojena EMF.
- Da — možeš samo zbrojiti formule EMF-ova changing-flux-b i changing-flux-area.
- Množiš dvije odvojene formule EMF.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Vrijeme t (s)
Što mjeriš:
- Inducirani EMF (mV)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav faraday-lenz i pritisni Resetiraj. I B(t) i A(t) osciliraju: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², na 0.5 Hz.
- Omogući očitanje induciranog EMF.
- Očitaj inducirani EMF pri svakom navedenom vremenu.
Odgovarajuća jednadžba
Faradayev zakon (pravilo umnoška) — Φ = B·A
Kad se i B i A mijenjaju s vremenom, Faradayev zakon zahtijeva puno pravilo umnoška: EMF = −d(BA)/dt = −(A·dB/dt + B·dA/dt). Svaki član hvata doprinos jednog faktora dok je drugi na svojoj trenutačnoj vrijednosti.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj 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), zatim EMF = −(A·B' + B·A') koristeći B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto je pravilo umnoška d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt točno pravi alat ovdje — tok je UMNOŽAK B i A, a pravilo umnoška iz računa (ne jednostavno zbrajanje) govori kako brzina promjene umnoška ovisi o oba faktora koji se mijenjaju zajedno.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Usporedi vrijednosti EMF ovog pokusa s changing-flux-b i changing-flux-area u sličnim vremenima. Objasni zašto ne možeš jednostavno predvidjeti ovaj kombinirani rezultat zbrajanjem EMF vrijednosti druge dvije eksperimente u isto vrijeme, iako sva troje ispod koriste pravilo umnoška.
- Promjenjivi tok transformatora dolazi iz promjenjive struje u jednoj zavojnici (koja mijenja B), a ne iz pokretnih dijelova (A je tamo fiksno). Objasni zašto je scenarij kombinirane promjene pokusa faraday-lenz općenitiji od onoga što mirni transformator stvarno treba.
- 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
- Možeš li ih samo zbrojiti?
- Izoliraj polje
- Snimi tok
- Otvori podatke
- Objasni svoje dokaze
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →