Закон Фарадея: поле і площа змінюються одночасно

1 · Прогноз

Площа контуру І магнітне поле крізь нього коливаються одночасно. Чи можна знайти індуковану ЕРС, просто додавши два окремі ефекти (змінне B окремо, змінна A окремо)?

• Ні — потрібне повне правило добутку d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt, що більше за просту суму двох окремих ЕРС.
• Так — можна просто додати формули ЕРС changing-flux-b та changing-flux-area.
• Треба перемножити дві окремі формули ЕРС.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет faraday-lenz та натисніть «Скинути». Обидві B(t) та A(t) коливаються: B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 м², на 0.5 Hz.
2. Увімкніть показ індукованої ЕРС.
3. Зчитуйте індуковану ЕРС у кожен указаний момент.

3 · Збір даних

Побудуйте індуковану ЕРС (вісь y) проти часу t (вісь x) для трьох зчитувань.

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть B(t) = B₀(1 + 0.5sin(ωt)), A(t) = A₀(1 + 0.35cos(ωt)), B'(t) = B₀·0.5ω·cos(ωt), A'(t) = −A₀·0.35ω·sin(ωt), потім ЕРС = −(A·B' + B·A') з B₀ = 0.45 T, A₀ = 0.018 м², ω = 2π×0.5 rad/s. Порівняйте з таблицею.
2. Поясніть, чому правило добутку d(BA)/dt = A·dB/dt + B·dA/dt — точно правильний інструмент тут: потік це ДОБУТОК B і A, і правило добутку матаналізу (не просте додавання) каже, як швидкість зміни добутку залежить від обох множників, що змінюються разом.

5 · Поглиблення

1. Порівняйте значення ЕРС цього експерименту зі значеннями changing-flux-b та changing-flux-area у подібні моменти. Поясніть, чому не можна просто передбачити цей комбінований результат, додавши значення ЕРС двох інших експериментів у той самий момент, хоча всі три під поверхнею використовують правило добутку.
2. Змінний потік трансформатора походить від змінного струму в одній котушці (що змінює B), а не від будь-яких рухомих частин (A там фіксована). Поясніть, чому сценарій комбінованої зміни експерименту faraday-lenz загальніший за те, що справжньому нерухомому трансформатору насправді потрібно.

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту