Faradayov zákon: EMF zo sa meniacej plochy

1 · Predikuj

Slučka drôtu sedí v pevnom magnetickom poli, ale vlastná plocha slučky osciluje (predstav si, že sa naťahuje a zmenšuje). Indukuje to tiež EMF, tým istým spôsobom ako meniaca sa intenzita poľa?

• Áno — Faradayovmu zákonu záleží len na celkovom toku Φ = BA meniacom sa, bez ohľadu na to, či B alebo A je to, čo sa mení.
• Nie — len meniaca sa intenzita poľa indukuje EMF, nie meniaca sa plocha.
• Meniaca sa plocha indukuje EMF, ale cez úplne odlišný mechanizmus než meniace sa pole.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu meniaci tok plochou a stlač Resetovať. Pole je pevne 0.5 T; plocha slučky osciluje ako A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
2. Zapni odčítanie indukovaného EMF.
3. Prečítaj indukované EMF pri každom uvedenom čase.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj indukované EMF (os y) verzus čas t (os x) pre svoje tri odčítania a načrtni, ako osciluje cez jedno celé obdobie (≈2.86 s).

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) s B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Porovnaj s tabuľkou.
2. Porovnaj štruktúru tohto vzorca s experimentom meniaci tok B. Vysvetli, prečo obe dávajú EMF úmerné súčinu PEVNEJ veličiny (B tu, A tam) a rýchlosti zmeny MENIACEJ SA veličiny.

5 · Rozšír

1. Klasický generátor „posuvnej tyče“ mení ohraničenú plochu obvodu fyzickým presúvaním jednej strany, indukujúc EMF = BLv (pole × dĺžka tyče × rýchlosť posuvu) — mechanická verzia presne tohto efektu meniacej sa plochy. Vysvetli, prečo rýchlejší posun tyče zvyšuje indukované EMF.
2. Niektoré mikrofóny fungujú tak, že magnet vibruje blízko pevného poľa (alebo sa efektívna plocha cievky mení vzhľadom naň), čím prevádzajú zvukové vibrácie na meniaci sa tok a teda napäťový signál. Prečo hlasnejší zvuk (väčšia amplitúda vibrácie) produkuje väčší EMF signál?

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky