ఫారడే నియమం: మారుతున్న క్షేత్రం నుండి EMF

1 · ఊహించండి

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

• 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.

2 · అమరిక

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.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు రీడింగ్‌ల కోసం గడిచిన కాలం t (x-అక్షం) పై ప్రేరిత EMF (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి, ఒక పూర్తి ఆవర్తన కాలం (2.5 s) మీద అది ఎలా డోలనం చెందుతుందో స్కెచ్ చేయండి.

4 · విశ్లేషించండి

1. 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.
2. 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.

5 · విస్తరించండి

1. 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.
2. 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.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు