Faradayev zakon: EMF iz promjenjive površine

1 · Predviđanje

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?

• 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.

2 · Postava

1. 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)).
2. Omogući očitanje induciranog EMF.
3. Očitaj inducirani EMF pri svakom navedenom vremenu.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj inducirani EMF (y-os) naspram vremena t (x-os) za svoja tri očitanja i skiciraj kako oscilira kroz jedan pun period (≈2.86 s).

4 · Analiza

1. 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.
2. 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.

5 · Proširenje

1. 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.
2. 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?

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis