విద్యుదయస్కాంతత్వం

మారుతున్న లూప్ విస్తీర్ణం (ΔA)

ప్లే నొక్కండి — లూప్ విస్తీర్ణం ఊపుతుంది; EMF −dΦ/dt ను అనుసరిస్తుంది.

మారుతున్న లూప్ విస్తీర్ణం (ΔA) — ఇంటరాక్టివ్ విద్యుదయస్కాంతత్వం సిమ్యులేషన్. ప్లే నొక్కండి — లూప్ విస్తీర్ణం ఊపుతుంది; EMF −dΦ/dt ను అనుసరిస్తుంది. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.

విస్తీర్ణ మార్పు నుండి అభివాహం

ప్లే నొక్కండి — లూప్ విస్తీర్ణం ఊపుతుంది; EMF −dΦ/dt అనుసరిస్తుంది.

ఏకరీతి B స్థిరంగా ఉంచబడి, లూప్ విస్తీర్ణం A మారడంతో అభివాహం Φ = BA మాడ్యులేట్ అవుతుంది. ప్లే నొక్కండి — లూప్ ఊపుతుంది, విస్తీర్ణం మారినప్పుడల్లా EMF = −dΦ/dt కనిపిస్తుంది. ఈ ప్రకరణాన్ని (dA/dt) మారుతున్న-B ప్రీసెట్ (dB/dt) తో పోల్చి, ఒకే నియమానికి రెండు కారణాలు చూడండి.

• EMF = −dΦ/dt
• Φ = BA

దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ

ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి

ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.

ముఖ్య ప్రశ్న

వైర్ లూప్ స్థిర అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంది, కానీ లూప్ స్వంత విస్తీర్ణం డోలనం చెందుతోంది (సాగుతూ కుంచించుకుపోతున్నట్లు ఊహించండి). ఇది కూడా మారుతున్న క్షేత్ర బలం వలె అదే విధంగా EMF ను ప్రేరేపిస్తుందా?

పరిగణించాల్సిన ఊహలు

• అవును — ఫారడే నియమం B మారుతుందా, A మారుతుందా అన్నదానితో సంబంధం లేకుండా మొత్తం అభివాహం Φ = BA మారడాన్ని మాత్రమే చూస్తుంది.
• లేదు — మారుతున్న క్షేత్ర బలం మాత్రమే EMF ను ప్రేరేపిస్తుంది, మారుతున్న విస్తీర్ణం కాదు.
• మారుతున్న విస్తీర్ణం EMF ను ప్రేరేపిస్తుంది, కానీ మారుతున్న క్షేత్రం కంటే పూర్తిగా భిన్నమైన యంత్రాంగం ద్వారా.

చరరాశి పాత్రలు

మీరు సెట్ చేసేవి:

• గడిచిన కాలం t (s)

మీరు కొలిచేవి:

• ప్రేరిత EMF (mV)

పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది

1. changing-flux-area ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. క్షేత్రం 0.5 T వద్ద స్థిరంగా ఉంది; లూప్ విస్తీర్ణం A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)) గా డోలనం చెందుతుంది.
2. ప్రేరిత-EMF రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. జాబితా చేసిన ప్రతి సమయంలోనూ ప్రేరిత EMF ను చదవండి.

పాలక సమీకరణం

ఫారడే నియమం (మారుతున్న విస్తీర్ణం) — Φ = B·A

లూప్ గుండా అయస్కాంత అభివాహం Φ = BA. A కాలంతో మారినప్పుడు (B స్థిరంగా), ఫారడే నియమం ఇంకా వర్తిస్తుంది: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — అదే నియమం, B, A పాత్రలు మార్చబడినట్లే.

ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది

• ఒక ప్రయత్నానికి, B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s ఉపయోగించి EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
• ఈ సూత్రపు నిర్మాణాన్ని changing-flux-b ప్రయోగపు దానితో పోల్చండి. రెండూ ఎందుకు స్థిరమైన రాశి (ఇక్కడ B, అక్కడ A), మారుతున్న రాశి మార్పు రేటు లబ్ధానికి అనుపాతంలో EMF ఇస్తాయో వివరించండి.

ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

• ఒక క్లాసిక్ 'స్లైడింగ్ రాడ్' జనరేటర్ ఒక వైపును భౌతికంగా కదిలించడం ద్వారా వలయపు చుట్టుకొలత విస్తీర్ణాన్ని మార్చి, EMF = BLv (క్షేత్రం × కడ్డీ నిడివి × జరుగు వేగం) ను ప్రేరేపిస్తుంది — సరిగ్గా ఈ మారుతున్న-విస్తీర్ణం ప్రభావానికి యాంత్రిక రూపం. కడ్డీని వేగంగా జరపడం వల్ల ప్రేరిత EMF ఎందుకు పెరుగుతుందో వివరించండి.
• కొన్ని మైక్రోఫోన్‌లు స్థిర క్షేత్రానికి సమీపంలో అయస్కాంతాన్ని కంపింపజేయడం (లేదా కాయిల్ ప్రభావవంతమైన విస్తీర్ణాన్ని మార్చడం) ద్వారా శబ్ద కంపనాలను మారుతున్న అభివాహంగా, తద్వారా వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌గా మార్చడం ద్వారా పనిచేస్తాయి. పెద్ద శబ్దం (పెద్ద కంపన పరిమాణం) ఎందుకు పెద్ద EMF సిగ్నల్‌ను ఇస్తుంది?

• AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
• IB Physics — D.4 Induction
• General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Changing Flux Area కు స్వాగతం
2. లూప్ ఎంచుకోండి
3. ప్లే నొక్కండి
4. మారుతున్న విస్తీర్ణం నుండి EMF
5. లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
6. మీరు సాధించారు!

దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.

ఇంటరాక్టివ్ ల్యాబ్ తెరవండి →

ప్రయోగ పత్రకం డౌన్‌లోడ్ →

ఫారడే ప్రేరణ నియమం