Elektromágnesség
Változó mágneses fluxus (ΔB)
Nyomd meg az Indítást — B leng, Φ(t) és EMF(t) a grafikonra rajzolódik.
Változó mágneses fluxus (ΔB) — interaktív Elektromágnesség szimuláció. Nyomd meg az Indítást — B leng, Φ(t) és EMF(t) a grafikonra rajzolódik. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Faraday-törvény
Nyomd meg az Indítást — B leng, Φ(t) és EMF(t) a grafikonra rajzolódik.
Faraday-törvénye: EMF = −dΦ/dt, amikor a hurkon átmenő Φ = BA mágneses fluxus változik. Itt B leng, miközben A állandó, tehát Φ(t) B(t)-t követi. Nyomd meg az Indítást — a grafikon Φ-t és az indukált EMF-et rajzolja; az EMF csúcsot ér, amikor |dB/dt| a legnagyobb, nem amikor B maga maximális.
- EMF = −dΦ/dt
- Φ = BA
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy vezetőhurok egy időben oszcilláló erősségű mágneses térben ül (a hurok felülete rögzített). Megjelenik-e EMF a hurokban, noha maga a hurok nem mozog?
Mérlegelendő jóslatok
- Nem — az EMF-hez a hurok vagy a térforrás fizikai mozgása kell.
- Igen — a Faraday-törvény szerint a változó fluxus EMF-et indukál, álló hurokban is, amíg maga a tér változik.
- Csak akkor jelenik meg EMF, ha a hurok mozog a téren át.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Idő t (s)
Amit mérsz:
- Indukált EMF (mV)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a changing-flux-b előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A hurok felülete 0.02 m²-re rögzített; a tér B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)) szerint oszcillál.
- Engedélyezd az indukált EMF-kijelzőt.
- Olvasd le az indukált EMF-et minden feltüntetett időpontban.
Vezéregyenlet
Faraday-törvény (változó tér) — Φ = B·A
Egy hurkon átmenő mágneses fluxus Φ = BA. Amikor B időben változik (A rögzített), a Faraday-törvény EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt indukált feszültséget ad — arányosan a hurok felületével és a tér változási sebességével.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért az indukált EMF ahhoz arányos, milyen GYORSAN változik a tér (dB/dt), nem a tér pillanatnyi értékéhez — az EMF nagy lehet akkor is, amikor B az átlagértéke közelében jár, ha ott gyorsan változik.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Ez a váltakozó áramú generátor alapelve: ahelyett hogy B-t változtatnák, a generátor egy hurkot forgat egy rögzített téren át, ami épp olyan hatékonyan változtatja a fluxust. Magyarázd meg, miért a generátortervezés általában a tekercset forgatja, nem a mágnest oszcilláltatja.
- Az EMF = −dΦ/dt negatív előjele (Lenz-törvény) azt jelenti, hogy az indukált áram szembeszáll az őt okozó változással. Magyarázd meg, mit jelent fizikailag a „változásnak való ellenszegülés” egy növekvő és egy csökkenő térben ülő hurokra.
- 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
- Üdv a Változó fluxus B-nél
- Válaszd ki a hurkot
- Nyomd meg az Indítást
- EMF változó B-ből
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.