ఫారడే నియమం: మారుతున్న విస్తీర్ణం నుండి EMF

1 · ఊహించండి

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?

• 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.

2 · అమరిక

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.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు రీడింగ్‌ల కోసం గడిచిన కాలం t (x-అక్షం) పై ప్రేరిత EMF (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి, ఒక పూర్తి ఆవర్తన కాలం (≈2.86 s) మీద అది ఎలా డోలనం చెందుతుందో స్కెచ్ చేయండి.

4 · విశ్లేషించండి

1. 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.
2. 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.

5 · విస్తరించండి

1. 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.
2. 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?

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు