Faradayev zakon: polje in površina se spreminjata hkrati

1 · Predvidi

Površina zanke IN magnetno polje skozi njo nihata istočasno. Ali lahko inducirano EMF še vedno najdeš s preprostim seštevanjem obeh ločenih učinkov (spreminjajoč B sam, spreminjajoč A sam)?

• Ne — potrebuješ celoten produktični zakon d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, kar je več kot preprosto seštevanje obeh ločenih EMF.
• Da — preprosto sešteješ formuli EMF changing-flux-b in changing-flux-area.
• Formuli dveh ločenih EMF pomnožiš.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev faraday-lenz in pritisni Ponastavi. Tako B(t) kot A(t) nihata: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², pri 0,5 Hz.
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.

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj 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), nato EMF = −(A·B' + B·A') z B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 m², ω = 2π×0.5 rad/s. Primerjaj s tabelo.
2. Razloži, zakaj je produktični zakon d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt točno pravo orodje tu — pretok je PRODUKT B in A, produktični zakon infinitesimalnega računa (ne preprosto seštevanje) pa ti pove, kako je hitrost spremembe produkta odvisna od obeh faktorjev, ki se spreminjata skupaj.

5 · Razširi

1. Primerjaj vrednosti EMF tega poskusa s changing-flux-b in changing-flux-area ob podobnih časih. Razloži, zakaj tega kombiniranega rezultata ne moreš preprosto napovedati s seštevanjem vrednosti EMF drugih dveh poskusov ob istem času, čeprav vsi trije uporabljajo produktični zakon pod površjem.
2. Spreminjajoči pretok transformatorja prihaja iz spreminjajočega toka v eni tuljavi (kar spreminja B), ne iz gibljivih delov (A je tam fiksna). Razloži, zakaj je scenarij kombinirane spremembe poskusa faraday-lenz bolj splošen od tega, kar mirujoči transformator dejansko potrebuje.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov