Hukum Faraday: Medan dan Luas Berubah Serentak

1 · Ramal

Luas satu gelung DAN medan magnet melaluinya kedua-duanya berayun serentak. Bolehkah anda masih mencari EMF teraruh dengan sekadar menambah dua kesan berasingan itu (B berubah sahaja, A berubah sahaja) bersama?

Tidak -- anda memerlukan hukum hasil darab penuh d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, yang lebih daripada sekadar menambah dua EMF berasingan.
Ya -- anda boleh sahaja menambah formula EMF fluks-b-berubah dan luas-fluks-berubah bersama.
Anda mendarabkan dua formula EMF berasingan bersama.

2 · Susun

Buka praset faraday-lenz dan tekan Set semula. Kedua-dua B(t) dan A(t) berayun: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², pada 0.5 Hz.
Aktifkan bacaan EMF-teraruh.
Baca EMF teraruh pada setiap masa tersenarai.

3 · Kumpul Data

Masa t (s)	EMF teraruh (mV)
0.30
0.60
1.00

Plot EMF teraruh (paksi-y) melawan masa t (paksi-x) bagi tiga bacaan anda.

4 · Analisis

Bagi satu percubaan, kira 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), kemudian EMF = −(A·B' + B·A') menggunakan B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s. Bandingkan dengan jadual.
Terangkan mengapa hukum hasil darab d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt tepat alat yang betul di sini -- fluks ialah HASIL DARAB B dan A, dan hukum hasil darab kalkulus (bukan penambahan ringkas) memberitahu anda bagaimana kadar perubahan hasil darab bergantung pada kedua-dua faktor berubah bersama.

5 · Lanjutkan

Bandingkan nilai EMF eksperimen ini dengan fluks-b-berubah dan luas-fluks-berubah pada masa serupa. Terangkan mengapa anda tidak boleh meramalkan hasil gabungan ini secara ringkas dengan menambah nilai EMF dua eksperimen lain pada masa yang sama, walaupun ketiga-tiganya menggunakan hukum hasil darab di bawah.
Fluks berubah satu transformer datang daripada arus berubah dalam satu gegelung (yang mengubah B), bukan daripada sebarang bahagian bergerak (A tetap di situ). Terangkan mengapa senario perubahan-gabungan eksperimen faraday-lenz lebih umum daripada apa yang transformer pegun sebenarnya perlukan.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

Hukum Faraday (Hukum Hasil Darab)

Apabila kedua-dua B dan A berubah dengan masa, hukum Faraday memerlukan hukum hasil darab penuh: EMF = −d(BA)/dt = −(A·dB/dt + B·dA/dt). Setiap sebutan menangkap sumbangan satu faktor sementara yang satu lagi dipegang pada nilai seketikanya.

← Kembali ke eksperimen

Elektromagnetisme

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma