전자기학
변화하는 자기선속 (ΔB)
재생을 누르세요 — B가 진동하며 그래프에 Φ(t)와 EMF(t)가 그려집니다.
변화하는 자기선속 (ΔB) — 인터랙티브 전자기학 시뮬레이션. 재생을 누르세요 — B가 진동하며 그래프에 Φ(t)와 EMF(t)가 그려집니다. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
패러데이 법칙
재생을 누르세요 — B가 진동하고 Φ(t)와 기전력(t)이 그래프에 표시됩니다.
재생을 누르세요 — B가 진동하고 Φ(t)와 기전력(t)이 그래프에 표시됩니다.
- EMF = −dΦ/dt
- Φ = BA
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
와이어의 고리는 시간에 따라 강도가 진동하는 자기장 안에 있습니다(고리의 면적은 고정되어 있습니다). 루프 자체가 움직이지 않는데도 EMF가 루프에 나타납니까?
검토할 예측
- 아니요 - EMF에는 루프 또는 필드 소스의 물리적 동작이 필요합니다.
- 그렇습니다. 패러데이의 법칙에 따르면 자기장 자체가 변하는 한 고정 루프에서도 변화하는 플럭스는 EMF를 유도합니다.
- EMF는 루프가 필드를 통해 이동하는 경우에만 나타납니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 시간 t (s)
측정하는 것:
- 유도 EMF (mV)
실험 진행 방법
- changing-flux-b 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 루프 면적은 0.02m²로 고정되어 있습니다. 자기장은 B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t))로 진동합니다.
- 유도 EMF 판독을 활성화합니다.
- 나열된 각 시간에 유도된 EMF를 읽습니다.
지배방정식
패러데이의 법칙(변화하는 장) — Φ = B·A
루프를 통과하는 자속은 Φ = BA입니다. B가 시간에 따라 변할 때(A 고정) 패러데이의 법칙은 유도된 EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt를 제공하며 이는 루프 면적과 필드의 변화율에 비례합니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 A = 0.02m², B₀ = 0.6T, Ω = 2π×0.4rad/s를 사용하여 EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·Ω·cos(Ωt)를 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
- 유도된 EMF가 필드의 순간 값이 아니라 필드가 얼마나 빠르게 변화하는지(dB/dt)에 비례하는지 설명하십시오. B가 평균 값에 가까우더라도 B가 빠르게 변하는 경우 EMF는 클 수 있습니다.
실험 밖에서의 활용
- 이것이 AC 발전기의 기본 원리입니다. B를 직접 변경하는 대신 발전기는 고정 필드를 통해 루프를 회전시켜 자속을 효과적으로 변경합니다. 발전기 설계가 일반적으로 자석을 진동시키는 대신 코일을 회전시키는 이유를 설명하십시오.
- EMF = −dΦ/dt(렌츠의 법칙)의 음수 부호는 유도 전류가 이를 유발한 변화에 반대된다는 의미입니다. 증가하는 장과 감소하는 장의 루프에 대해 '변화 반대'가 물리적으로 무엇을 의미하는지 설명하십시오.
- 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
- 변화하는 자속 B에 오신 것을 환영합니다
- 코일 선택
- 재생을 누르세요
- 변화하는 B에 의한 기전력
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.