Elektromagnētisms
Faraday–Lenz (ΔB + ΔA)
Mainās gan B, gan laukums — salīdzini Φ un EMF līknes.
Faraday–Lenz (ΔB + ΔA) — interaktīva Elektromagnētisms simulācija. Mainās gan B, gan laukums — salīdzini Φ un EMF līknes. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Faradeja—Lenca likums
Mainās gan B, gan laukums — salīdzini Φ un EMF līknes.
Kad gan B, gan kontūras laukums mainās, Φ = BA mainās no diviem devumiem. Lenca likums: inducētais EMF (un strāva) pretojas plūsmas izmaiņai, kas tos izraisīja. Nospied „Atskaņot” un salīdzini Φ(t) ar EMF(t) — ievēro, ka EMF zīme apmetas, lai cīnītos pret augošu pretēji dilstošai plūsmai.
- EMF pretojas ΔΦ
- Φ = BA
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Cilpas laukums UN magnētiskais lauks cauri tai abi svārstās vienlaikus. Vai tu joprojām vari atrast inducēto EMF, vienkārši saskaitot abus atsevišķos efektus (mainīgs B viens, mainīgs A viens) kopā?
Prognozes, ko svērt
- Nē — vajag pilno reizinājuma likumu d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, kas ir vairāk nekā vienkārši abu atsevišķo EMF saskaitīšana.
- Jā — tu vari vienkārši saskaitīt mainīgās plūsmas B un mainīgā laukuma EMF formulas kopā.
- Tu sareizini abas atsevišķās EMF formulas kopā.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Laiks t (s)
Ko tu mēri:
- Inducētā EMF (mV)
Kā izpēte norit
- Atver Faradeja—Lenca eksperimentu un nospied Atiestatīt. Gan B(t), gan A(t) svārstās: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², pie 0.5 Hz.
- Ieslēdz inducētā EMF rādījumu.
- Nolasi inducēto EMF katrā uzskaitītajā laikā.
Noteicošais vienādojums
Faradeja likums (reizinājuma likums) — Φ = B·A
Kad gan B, gan A mainās ar laiku, Faradeja likums prasa pilno reizinājuma likumu: EMF = −d(BA)/dt = −(A·dB/dt + B·dA/dt). Katrs loceklis uztver viena faktora devumu, kamēr otrs noturēts savā momentānajā vērtībā.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini 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), tad EMF = −(A·B' + B·A') ar B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s. Salīdzini ar tabulu.
- Izskaidro, kāpēc reizinājuma likums d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt ir tieši pareizais rīks šeit — plūsma ir B un A REIZINĀJUMS, un matemātikas reizinājuma likums (ne vienkārša saskaitīšana) saka, kā reizinājuma izmaiņas ātrums atkarīgs no abiem faktoriem, kas mainās kopā.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Salīdzini šī eksperimenta EMF vērtības ar mainīgās plūsmas B un mainīgā laukuma vērtībām līdzīgos laikos. Izskaidro, kāpēc tu nevari vienkārši prognozēt šo apvienoto rezultātu, saskaitot abu citu eksperimentu EMF vērtības tajā pašā laikā, kaut visi trīs izmanto reizinājuma likumu zemāk.
- Transformatora mainīgā plūsma nāk no mainīgas strāvas vienā spolē (kas maina B), nevis no kustīgām detaļām (A tur ir fiksēts). Izskaidro, kāpēc Faradeja—Lenca eksperimenta apvienotās izmaiņas scenārijs ir vispārīgāks nekā tas, ko nekustīgs transformators patiesībā vajag.
- 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
- Vai vari vienkārši saskaitīt?
- Izolē lauku
- Fiksē plūsmu
- Atver datus
- Izskaidro savus pierādījumus
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →