Faradeja likums: gan lauks, gan laukums mainās uzreiz

1 · Prognozē

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?

2 · Iestati

  1. 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.
  2. Ieslēdz inducētā EMF rādījumu.
  3. Nolasi inducēto EMF katrā uzskaitītajā laikā.

3 · Vāc datus

Laiks t (s)Inducētā EMF (mV)
0.30
0.60
1.00

Zīmē inducēto EMF (y ass) pret laiku t (x ass) saviem trim rādījumiem.

4 · Analizē

  1. 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.
  2. 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.

5 · Paplašina

  1. 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.
  2. 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.

Fizika aiz šī eksperimenta

Faradeja likums (reizinājuma likums)

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.

← Atpakaļ pie eksperimenta

Elektromagnētisms

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas