Elektromágnesség
Faraday–Lenz (ΔB + ΔA)
B és a felület is változik — hasonlítsd össze a Φ és EMF görbéket.
Faraday–Lenz (ΔB + ΔA) — interaktív Elektromágnesség szimuláció. B és a felület is változik — hasonlítsd össze a Φ és EMF görbéket. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Faraday–Lenz törvény
B és a felület is változik — hasonlítsd össze a Φ és EMF görbéket.
Amikor B és a hurokfelület együtt változik, Φ = BA két hozzájárulásból változik. Lenz törvénye: az indukált EMF (és áram) ellene van az őket okozó fluxusváltozásnak. Nyomd meg az Indítást, és hasonlítsd Φ(t)-t EMF(t)-vel — vedd észre, hogy az EMF előjele megfordul, hogy küzdjön a növekvő és csökkenő fluxus ellen.
- Az EMF ellene van ΔΦ-nek
- 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 hurok felülete ÉS az átmenő mágneses tér egyszerre oszcillál. Megkaphatod-e az indukált EMF-et a két külön hatás (csak B változik, csak A változik) egyszerű összeadásával?
Mérlegelendő jóslatok
- Nem — a teljes szorzat-szabály kell: d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, ami több, mint a két külön EMF összege.
- De — egyszerűen összeadhatod a changing-flux-b és changing-flux-area EMF-képleteit.
- A két külön EMF-képletet összeszorzod.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Idő t (s)
Amit mérsz:
- Indukált EMF (mV)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a faraday-lenz előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. B(t) és A(t) is oszcillál: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², 0.5 Hz-en.
- Engedélyezd az indukált EMF-kijelzőt.
- Olvasd le az indukált EMF-et minden feltüntetett időpontban.
Vezéregyenlet
Faraday-törvény (szorzat-szabály) — Φ = B·A
Amikor B és A is időben változik, a Faraday-törvény a teljes szorzat-szabályt követeli: EMF = −d(BA)/dt = −(A·dB/dt + B·dA/dt). Minden tag egy tényező hozzájárulását ragadja meg, miközben a másik a pillanatnyi értékén van tartva.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki 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), majd EMF = −(A·B' + B·A') B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért a d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt szorzat-szabály itt pontosan a megfelelő eszköz — a fluxus B és A SZORZATA, és a matematika szorzat-szabálya (nem az egyszerű összeadás) mondja meg, hogyan függ egy szorzat változási üteme mindkét tényező együttes változásától.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Hasonlítsd össze e kísérlet EMF-értékeit a changing-flux-b és changing-flux-area értékeivel hasonló időpontokban. Magyarázd meg, miért nem jósolható meg egyszerűen ez az együttes eredmény a másik két kísérlet azonos időpontbeli EMF-értékeinek összeadásával, noha mindhármas a szorzat-szabályt használja a mélyben.
- Egy transzformátor változó fluxusa egy tekercsben folyó változó áramból jön (amely B-t változtatja), nem mozgó alkatrészekből (ott A rögzített). Magyarázd meg, miért a faraday-lenz kísérlet együttes-változás forgatókönyve általánosabb, mint amennyire egy álló transzformátornak valójában szüksége van.
- 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
- Egyszerűen összeadhatod őket?
- Izdold a mezőt
- Rögzítsd a fluxust
- Nyisd meg az adatokat
- Magyarázd el a bizonyítékod
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.