Faradėjaus dėsnis: EMF iš kintančio ploto

1 · Spėk

Laido kontūras sėdi fiksuotame magnetiniame lauke, bet paties kontūro plotas svyruoja (įsivaizduok jį tempiantis ir traukiantis). Ar tai taip pat indukuoja EMF, kaip kintantis lauko stipris?

• Taip — Faradėjaus dėsniui rūpi tik bendrasis srautas Φ = BA kintant, nepriklausomai nuo to, ar kinta B, ar A.
• Ne — tik kintantis lauko stipris indukuoja EMF, o ne kintantis plotas.
• Kintantis plotas indukuoja EMF, bet per visiškai kitokį mechanizmą nei kintantis laukas.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Faradėjaus dėsnis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Laukas fiksuotas 0.5 T; kontūro plotas svyruoja kaip A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
2. Įjunk indukuotosios EMF rodmuo.
3. Skaityk indukuotąją EMF kiekvienu nurodytu laiku.

3 · Rink duomenis

Braišyk indukuotąją EMF (y ašis) prieš laiką t (x ašis) savo trims rodmenims ir eskizuok, kaip ji svyruoja per vieną pilną periodą (≈2.86 s).

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) naudodamas B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Palygink su lentele.
2. Palygink šios formulės struktūrą su „Faradėjaus dėsnis“ eksperimento. Paaiškink, kodėl abi duoda EMF, proporcingą FIKSUOTOJO dydžio (čia B, ten A) ir KINTAMOJO dydžio kitimo spartos sandaugai.

5 · Išplėsk

1. Klasikinis „slenkantis strypas“ generatorius keičia grandinės apimamą plotą fiziškai judindamas vieną kraštą, indukuodamas EMF = BLv (laukas × strypo ilgis × slinkio greitis) — mechaninė būtent šio kintančio ploto efekto versija. Paaiškink, kodėl greitesnis strypo slinkimas didina indukuotąją EMF.
2. Kai kurie mikrofonai veikia magnetui virpint šalia fiksuoto lauko (ar ritės efektyviam plotui keičiantis jo atžvilgiu), verčiant garso virpesius į kintantį srautą ir todėl į įtampos signalą. Kodėl garsesnis garsas (didesnė virpesių amplitudė) duoda didesnį EMF signalą?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai