Faradayev zakon: polje i površina mijenjaju se istovremeno

1 · Predviđanje

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)?

• 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.

2 · Postava

1. 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.
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.

4 · Analiza

1. 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.
2. 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.

5 · Proširenje

1. 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.
2. 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.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis