Faraday-törvény: EMF váltoó felületből

1 · Jóslás

Egy vezetőhurok rögzített mágneses térben ül, de maga a hurok felülete oszcillál (képzeljed, hogy nyúlik és zsugorodik). Ez is indukál EMF-et, ugyanúgy, mint a változó térerősség?

• Igen — a Faraday-törvény csak a teljes Φ = BA fluxus változásával törődik, függetlenül attól, hogy B vagy A az, ami változik.
• Nem — csak a változó térerősség indukál EMF-et, nem a változó felület.
• A változó felület EMF-et indukál, de teljesen más mechanizmussal, mint a változó tér.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a changing-flux-area előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A tér 0.5 T-ra rögzített; a hurok felülete A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)) szerint oszcillál.
2. Engedélyezd az indukált EMF-kijelzőt.
3. Olvasd le az indukált EMF-et minden feltüntetett időpontban.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az indukált EMF-et (y-tengely) a t idővel (x-tengely) szemben a három leolvasásodhoz, és vázold, hogyan oszcillál egy teljes periódus (≈2.86 s) alatt.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki az EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Hasonlítsd össze e képlet szerkezetét a changing-flux-b kísérletével. Magyarázd meg, miért ad mindkettő a RÖGZÍTETT mennyiség (itt B, ott A) és a VÁLTOZÓ mennyiség változási sebességének szorzatával arányos EMF-et.

5 · Kiterjesztés

1. Egy klasszikus „csúszó rúd” generátor egy áramkör körbezárt felületét változtatja az egyik oldal fizikai mozgatásával, EMF = BLv-t indukálva (tér × rúdhossz × csúszási sebesség) — pontosan e váltoó-felület hatás mechanikai változata. Magyarázd meg, miért növeli a gyorsabb rúdcsúsztatás az indukált EMF-et.
2. Néhány mikrofon úgy működik, hogy egy mágnes rezeg egy rögzített tér közelében (vagy egy tekercs hatékony felülete változik hozzá képest), a hangrezgéseket változó fluxussá, ezért feszültségjellé alakítva. Miért ad nagyobb EMF-jelet a hangosabb hang (nagyobb rezgésamplitúdó)?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap