Faradayev zakon: EMF iz promjenjivog polja

1 · Predviđanje

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?

• 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.

2 · Postava

1. 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)).
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 (2.5 s).

4 · Analiza

1. 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.
2. 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.

5 · Proširenje

1. 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.
2. 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.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis