Faradeja likums: EMF no mainīga lauka

1 · Prognozē

Vadu cilpa sēž magnētiskajā laukā, kura stiprums svārstās laikā (cilpas laukums paliek fiksēts). Vai cilpā parādās EMF, kaut pati cilpa nekustas?

• Nē — EMF prasa fizisku cilpas vai lauka avota kustību.
• Jā — Faradeja likums saka, ka mainīga plūsma inducē EMF, pat nekustīgā cilpā, kamēr pats lauks mainās.
• EMF parādās tikai, ja cilpa kustas cauri laukam.

2 · Iestati

1. Atver mainīgās plūsmas B eksperimentu un nospied Atiestatīt. Cilpas laukums ir fiksēts 0.02 m²; lauks svārstās kā B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
2. Ieslēdz inducētā EMF rādījumu.
3. Nolasi inducēto EMF katrā uzskaitītajā laikā.

3 · Vāc datus

Zīmē inducēto EMF (y ass) pret laiku t (x ass) saviem trim rādījumiem un uzzīmē, kā tas svārstās pāri vienam pilnam periodam (2.5 s).

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) ar A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Salīdzini ar tabulu.
2. Izskaidro, kāpēc inducētais EMF ir proporcionāls tam, cik ĀTRI lauks mainās (dB/dt), nevis lauka momentānajai vērtībai — EMF var būt liels arī tad, kad pats B ir tuvu vidējai vērtībai, ja B tur mainās ātri.

5 · Paplašina

1. Šis ir pamatprincips aiz maiņstrāvas ģeneratora: ģenerators, nevis mainot B tieši, griež cilpu cauri fiksētam laukam, kas maina plūsmu tikpat efektīvi. Izskaidro, kāpēc ģeneratoru dizainā parasti griež spoli, nevis svārstina magnētu.
2. Negatīvā zīme EMF = −dΦ/dt (Lenca likums) nozīmē, ka inducētā strāva pretojas izmaiņai, kas to izraisīja. Izskaidro, ko „pretoties izmaiņai” fizikāli nozīmē cilpai augošā laukā pretēji dilstošā laukā.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas