Faraday Yasası: Değişen Bir Alandan Gelen EMF

1 · Tahmin Et

Bir tel ilmeği, kuvveti zamanla salınan bir manyetik alanın içinde bulunur (halkanın alanı sabit kalır). Döngünün kendisi hareket etmese bile döngüde bir EMF görünüyor mu?

• Hayır — EMF, döngünün veya alan kaynağının fiziksel hareketini gerektirir.
• Evet - Faraday yasası, alanın kendisi değiştiği sürece, değişen bir akının, sabit bir döngüde bile bir EMF'yi indüklediğini söylüyor.
• EMF yalnızca döngü alan içerisinde hareket ediyorsa görünür.

2 · Kurulum

1. changing-flux-b ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Döngünün alanı 0.02 m²;'de sabittir, alan B(t) = 0.6 T × ( 1 + 0.5 sin(2π × 0.4 Hz × t)) olarak salınır.
2. İndüklenmiş EMF okumasını etkinleştirin.
3. Listelenen her zamanda indüklenen EMF'yi okuyun.

3 · Veri Toplayın

Üç okumanız için indüklenen EMF'yi (y ekseni) zaman t'ye (x ekseni) karşı çizin ve bunun bir tam periyot (2,5 s) boyunca nasıl salındığını çizin.

4 · Analiz et

1. Bir deneme için, A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2 π×0.4 rad/s. kullanarak EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt)'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
2. İndüklenen EMF'nin neden alanın anlık değeriyle değil, alanın ne kadar HIZLI değiştiğiyle (dB/dt) orantılı olduğunu açıklayın; eğer B orada hızlı bir şekilde değişiyorsa, B'nin kendisi ortalama değerine yakın olsa bile EMF büyük olabilir.

5 · Uzat

1. Bu, bir AC jeneratörünün arkasındaki temel prensiptir: B'yi doğrudan değiştirmek yerine, bir jeneratör sabit bir alan boyunca bir döngüyü döndürür, bu da akıyı aynı derecede etkili bir şekilde değiştirir. Jeneratör tasarımının neden mıknatısı salındırmak yerine genellikle bobini döndürdüğünü açıklayın.
2. EMF = −dΦ/dt'deki (Lenz yasası) negatif işaret, indüklenen akımın kendisine neden olan değişikliğe karşı çıktığı anlamına gelir. Artan alan ve azalan alan arasındaki döngü için 'değişime karşı çıkmanın' fiziksel olarak ne anlama geldiğini açıklayın.

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

← Deneye geri dön