Faradayev zakon: EMF iz spreminjajočega polja

1 · Predvidi

Zanka žice sedi v magnetnem polju, katerega jakost niha v času (površina zanke ostaja fiksna). Ali se v zanki pojavi EMF, čeprav se zanka sama ne premika?

• Ne — EMF zahteva fizično gibanje zanke ali vira polja.
• Da — Faradayev zakon pravi, da spreminjajoči pretok inducira EMF, tudi v mirujoči zanki, dokler se polje samo spreminja.
• EMF se pojavi le, če se zanka premika skozi polje.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev changing-flux-b in pritisni Ponastavi. Površina zanke je fiksna 0,02 m²; polje niha kot B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
2. Omogoči odčitek inducirane EMF.
3. Preberi inducirano EMF ob vsakem naštevanem času.

3 · Zberi podatke

Nariši inducirano EMF (os y) proti času t (os x) za svoje tri odčitke in skiciraj, kako niha čez eno celo periodo (2,5 s).

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) z A = 0,02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Primerjaj s tabelo.
2. Razloži, zakaj je inducirana EMF sorazmerna s tem, kako HITRO se polje spreminja (dB/dt), ne s trenutno vrednostjo polja — EMF je lahko velika, tudi ko je B sam blizu svoje povprečne vrednosti, če se B tam hitro spreminja.

5 · Razširi

1. To je osnovno načelo generatorja izmeničnega toka: namesto spreminjanja B neposredno generator vrti zanko skozi fiksno polje, kar spremeni pretok prav tako učinkovito. Razloži, zakaj zasnova generatorja navadno vrti tuljavo namesto da bi nihal magnet.
2. Negativen predznak v EMF = −dΦ/dt (Lenzevo pravilo) pomeni, da inducirani tok nasprotuje spremembi, ki ga je povzročila. Razloži, kaj „nasprotovanje spremembi“ fizikalno pomeni za zanko v naraščajočem polju proti padajočemu polju.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov