फॅरेडेचा नियम: बदलणाऱ्या क्षेत्रातून EMF

1 · अनुमान

तारेची गुंडली अशा चुंबकीय क्षेत्रात बसली आहे ज्याची ताकद वेळेसह दोलायते (गुंडलीचे क्षेत्रफळ स्थिर). गुंडली स्वतः हालत नसतानाही तिच्यात EMF तयार होतो का?

• नाही — EMF साठी गुंडलीची किंवा क्षेत्र-स्रोताची भौतिक हालचाल लागते.
• हो — फॅरेडेचा नियम म्हणतो, बदलणारा अभिवाह EMF प्रेरित करतो, स्थिर गुंडलीतही, जोपर्यंत क्षेत्र स्वतः बदलत आहे.
• EMF फक्त गुंडली क्षेत्रातून हालत असल्यावरच दिसतो.

2 · मांडणी

1. चेंजिंग-फ्लक्स-बी प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. गुंडलीचे क्षेत्रफळ 0.02 m² वर स्थिर; क्षेत्र B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)) ने दोलायते.
2. प्रेरित-EMF वाचन सुरू करा.
3. दिलेल्या प्रत्येक वेळी प्रेरित EMF वाचा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन वाचनांसाठी प्रेरित EMF (y-अक्ष) विरुद्ध वेळ t (x-अक्ष) काढा, व एका पूर्ण कालावधीत (2.5 s) ते कसे दोलायते ते रेखाटा.

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s सह EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
2. प्रेरित EMF क्षेत्र किती जलद बदलत आहे (dB/dt) याच्या प्रमाणात का असते — क्षेत्राच्या क्षणिक मूल्याच्या नाही — ते स्पष्ट करा: B स्वतः सरासरीजवळ असतानाही, तिथे B झपाट्याने बदलत असेल तर EMF मोठा असू शकतो.

5 · विस्तार

1. हाच AC जनित्रामागचा मूलभूत तत्त्व: B थेट बदलण्याऐवजी, जनित्र गुंडली निश्चित क्षेत्रात फिरवते, जे अभिवाह तितक्याच प्रभावीपणे बदलते. जनित्र-रचना साधारणपणे चुंबक दोलवण्याऐवजी कॉइल का फिरवते ते स्पष्ट करा.
2. EMF = −dΦ/dt मधील ऋण चिन्ह (लेन्झचा नियम) म्हणजे प्रेरित प्रवाह त्या बदलाला विरोध करतो ज्याने तो निर्माण झाला. वाढत्या विरुद्ध घसरणाऱ्या क्षेत्रातील गुंडलीसाठी 'बदलाला विरोध' भौतिकदृष्ट्या काय म्हणते ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका