Hukum Faraday: EMF daripada Medan Berubah

1 · Ramal

Satu gelung wayar duduk dalam medan magnet yang kekuatannya berayun dalam masa (luas gelung kekal tetap). Adakah EMF muncul dalam gelung walaupun gelung itu sendiri tidak bergerak?

• Tidak -- EMF memerlukan gerakan fizikal gelung atau sumber medan.
• Ya -- hukum Faraday berkata fluks berubah mengaruhkan EMF, walaupun dalam gelung pegun, selagi medan itu sendiri berubah.
• EMF hanya muncul jika gelung bergerak melalui medan.

2 · Susun

1. Buka praset fluks-b-berubah dan tekan Set semula. Luas gelung ditetapkan pada 0.02 m²; medan berayun sebagai B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
2. Aktifkan bacaan EMF-teraruh.
3. Baca EMF teraruh pada setiap masa tersenarai.

3 · Kumpul Data

Plot EMF teraruh (paksi-y) melawan masa t (paksi-x) bagi tiga bacaan anda, dan lakarkan bagaimana ia berayun sepanjang satu tempoh penuh (2.5 s).

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) menggunakan A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Bandingkan dengan jadual.
2. Terangkan mengapa EMF teraruh berkadar dengan betapa PANTAS medan berubah (dB/dt), bukan dengan nilai seketika medan -- EMF boleh besar walaupun B sendiri berhampiran nilai puratanya, jika B berubah pantas di situ.

5 · Lanjutkan

1. Ini prinsip asas di sebalik penjana AC: berbanding mengubah B terus, satu penjana memutar gelung melalui medan tetap, yang mengubah fluks sama berkesannya. Terangkan mengapa reka bentuk penjana biasanya memutar gegelung dan bukannya mengayun magnet.
2. Tanda negatif dalam EMF = −dΦ/dt (hukum Lenz) bermakna arus teraruh menentang perubahan yang menyebabkannya. Terangkan apa yang 'menentang perubahan' bermakna secara fizikal bagi gelung dalam medan meningkat lwn. medan menurun.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma