Faradėjaus dėsnis: EMF iš kintančio lauko

1 · Spėk

Laido kontūras sėdi magnetiniame lauke, kurio stipris svyruoja laike (kontūro plotas lieka fiksuotas). Ar kontūre atsiranda EMF, nors pats kontūras nejuda?

• Ne — EMF reikalauja fizinio kontūro ar lauko šaltinio judesio.
• Taip — Faradėjaus dėsnis sako, kad kintamasis srautas indukuoja EMF net nejudančiame kontūre, kai keičiasi pats laukas.
• EMF atsiranda tik jei kontūras juda per lauką.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Faradėjaus dėsnis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Kontūro plotas fiksuotas 0.02 m²; laukas svyruoja kaip B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × 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 (2.5 s).

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) naudodamas A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Palygink su lentele.
2. Paaiškink, kodėl indukuotoji EMF proporcinga tam, kaip GREITAI keičiasi laukas (dB/dt), o ne lauko momentinei reikšmei — EMF gali būti didelė net kai B pats arti savo vidutinės reikšmės, jei B ten keičiasi greitai.

5 · Išplėsk

1. Tai pagrindinis kintamosios srovės generatoriaus principas: vietoj keisti B tiesiogiai, generatorius suka kontūrą per fiksuotą lauką, kas keičia srautą taip pat efektyviai. Paaiškink, kodėl generatoriaus dizainas paprastai suka ritę, o ne svyruoja magnetą.
2. Neigiamas ženklas EMF = −dΦ/dt (Lenco taisyklė) reiškia, kad indukuotoji srovė priešinasi pokyčiui, kuris ją sukėlė. Paaiškink, ką „priešijimasis pokyčiui“ reiškia fiziškai kontūrui didėjančiame ir mažėjančiame lauke.

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai