విద్యుదయస్కాంతత్వం

మారుతున్న అయస్కాంత అభివాహం (ΔB)

ప్లే నొక్కండి — B డోలనం చెందుతుంది, Φ(t), EMF(t) గ్రాఫ్‌పై గీయబడతాయి.

మారుతున్న అయస్కాంత అభివాహం (ΔB) — ఇంటరాక్టివ్ విద్యుదయస్కాంతత్వం సిమ్యులేషన్. ప్లే నొక్కండి — B డోలనం చెందుతుంది, Φ(t), EMF(t) గ్రాఫ్‌పై గీయబడతాయి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.

ఫారడే నియమం

ప్లే నొక్కండి — B డోలనం చెందుతుంది, Φ(t), EMF(t) గ్రాఫ్‌పై గీయబడతాయి.

ఫారడే నియమం: లూప్ గుండా అయస్కాంత అభివాహం Φ = BA మారినప్పుడు EMF = −dΦ/dt. ఇక్కడ B డోలనం చెందుతుండగా విస్తీర్ణం A స్థిరంగా ఉంది, కాబట్టి Φ(t), B(t) అనుసరిస్తుంది. ప్లే నొక్కండి — గ్రాఫ్ Φ, ప్రేరిత EMF గీస్తుంది; |dB/dt| గరిష్ఠంగా ఉన్నప్పుడు EMF శిఖరానికి చేరుతుంది, B గరిష్ఠంగా ఉన్నప్పుడు కాదు.

• 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

కాలంతో డోలనం చెందే అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఒక వైర్ లూప్ ఉంది (లూప్ విస్తీర్ణం స్థిరంగా ఉంది). లూప్ కదలకపోయినా దానిలో EMF కనిపిస్తుందా?

పరిగణించాల్సిన ఊహలు

• లేదు — EMF కు లూప్ లేదా క్షేత్ర మూలం యొక్క భౌతిక కదలిక అవసరం.
• అవును — క్షేత్రం మారుతూ ఉండగా, ఫారడే నియమం ప్రకారం స్థిర లూప్‌లోనైనా మారుతున్న అభివాహం EMF ను ప్రేరేపిస్తుంది.
• లూప్ క్షేత్రం గుండా కదులుతుంటేనే EMF కనిపిస్తుంది.

చరరాశి పాత్రలు

మీరు సెట్ చేసేవి:

• గడిచిన కాలం t (s)

మీరు కొలిచేవి:

• ప్రేరిత EMF (mV)

పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది

1. changing-flux-b ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. లూప్ విస్తీర్ణం 0.02 m² వద్ద స్థిరంగా ఉంది; క్షేత్రం B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)) గా డోలనం చెందుతుంది.
2. ప్రేరిత-EMF రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. జాబితా చేసిన ప్రతి సమయంలోనూ ప్రేరిత EMF ను చదవండి.

పాలక సమీకరణం

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

లూప్ గుండా అయస్కాంత అభివాహం Φ = BA. B కాలంతో మారినప్పుడు (A స్థిరంగా), ఫారడే నియమం ప్రేరిత EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt ను ఇస్తుంది — లూప్ విస్తీర్ణం, క్షేత్ర మార్పు రేటు రెండింటికీ అనుపాతంలో.

ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది

• ఒక ప్రయత్నానికి, A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s ఉపయోగించి EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
• ప్రేరిత EMF క్షేత్రం యొక్క క్షణ విలువపై కాదు, క్షేత్రం ఎంత వేగంగా మారుతోంది (dB/dt) అన్నదానిపై ఎందుకు అనుపాతంలో ఉంటుందో వివరించండి — B త్వరగా మారుతున్నప్పుడు, B తన సగటు విలువకు దగ్గరగా ఉన్నప్పటికీ EMF పెద్దది కాగలదు.

ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

• ఇది AC జనరేటర్ వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక సూత్రం: జనరేటర్ B ను నేరుగా మార్చకుండా, స్థిర క్షేత్రం గుండా లూప్‌ను తిప్పుతుంది, ఇది అభివాహాన్ని అంతే ప్రభావవంతంగా మారుస్తుంది. జనరేటర్ రూపకల్పన సాధారణంగా అయస్కాంతాన్ని డోలనం చేయకుండా కాయిల్‌ను తిప్పుతుందో వివరించండి.
• EMF = −dΦ/dt (లెన్జ్ నియమం) లోని ఋణ గుర్తం అంటే ప్రేరిత ప్రవాహం దాన్ని కలిగించిన మార్పును వ్యతిరేకిస్తుంది. పెరుగుతున్న క్షేత్రం, తగ్గుతున్న క్షేత్రంలో ఉన్న లూప్‌లకు 'మార్పును వ్యతిరేకించడం' అంటే భౌతికంగా ఏమిటో వివరించండి.

• 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 B కు స్వాగతం
2. లూప్ ఎంచుకోండి
3. ప్లే నొక్కండి
4. మారుతున్న B 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