by 
Τα άκρα Γ και Δ δύο παράλληλων οριζόντιων αγωγών ΓΜ και ΔΝ, οι οποίοι δεν έχουν ωμική αντίσταση, συνδέονται με ένα αμπερόμετρο εσωτερικής αντίστασης r=2Ω. Επάνω στο επίπεδο των δύο αγωγών είναι τοποθετημένος κάθετα προς τη διεύθυνση τους άλλος ευθύγραμμος αγωγός ΚΛ μήκους = 0,5m, ο οποίος μπορεί να ολισθαίνει χωρίς τριβές. Η μάζα του αγωγού ΚΛ είναι m = 5kg και η αντίσταση του R = 8Ω. Το σύστημα των τριών αγωγών βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο, του οποίου η μαγνητική επαγωγή (ένταση) Β = 2T είναι κάθετη στο επίπεδο των αγωγών. Κατά τη χρονική στιγμή t0 = 0, κατά την οποία ο αγωγός ΚΛ έχει ταχύτητα υo = 12m/s παράλληλη προς τους αγωγούς ΓΜ και ΔΝ, ασκείται εξωτερική δύναμη F ομόρροπη με την ταχύτητα. Ο αγωγός ΚΛ αποκτά σταθερή επιτάχυνση μέτρου α = 2m/s2 ομόρροπη με την ταχύτητα.
α. να εξηγήσετε γιατί στα άκρα του αγωγού ΚΛ εμφανίζεται Η.Ε.Δ. από επαγωγή και να την εκφράσετε σε συνάρτηση με το χρόνο.
β. να σημειώσετε την πολικότητα της Η.Ε.Δ. από επαγωγή στα άκρα του αγωγού ΚΛ και τη φορά του ρεύματος, που διαρρέει το αμπερόμετρο και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.
γ. να βρείτε το φορτίο που περνά από το αμπερόμετρο στα πρώτα 5s της κίνησής του.
δ. να υπολογίσετε τη χρονική στιγμή t = 5s:
i. την ισχύ της δύναμης
ii. τη θερμική ισχύ στο κύκλωμα
iii. το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας του αγωγού ΚΛ.
Η λύση σε word
και σε pdf
καλό μεσημέρι σε όλους
Αποστόλη, πολύ καλή άσκηση, αλλά έχω ένσταση στην αιτιολογία εμφάνισης της ΗΕΔ στα άκρα του κινούμενου αγωγού (άψογο ποιοτικά το β., και σωστά, αλλά και υψηλού επιπέδου τα λοιπά)
“α. Καθώς ο αγωγός μετατοπίζεται, μεταβάλλεται η μαγνητική ροή που διέρχεται από το επίπεδο κίνησής του, εφόσον μεταβάλλεται το εμβαδόν επιφάνειας που σαρώνει ο αγωγός κατά την κίνησή του”
Το σωστό θα ήταν ως κάποια λύση και όχι ως απόλυτα σωστό (θα επανέλθω πιο κάτω) να έγραφες ότι εμφανίζεται τάση από επαγωγή επειδή μεταβάλλεται η μαγνητική ροή που διέρχεται από το πλαίσιο ΓΚΛΔ κατά ΔΦ=Φ΄-Φ=…
και, βέβαια, στην απολύτως σεβαστή δική σου ένσταση “μα, και στο σχολικό βιβλίο, στη συγγραφική ομάδα του οποίου ήσουν μέλος, υπάρχει το παράδειγμα 8 και η στρατηγική 6 όπου υπάρχει σχεδόν ίδια προσέγγιση” η απάντησή μου είναι “όταν μια συγγραφική ομάδα αναλαμβάνει τη συγγραφή ενός βιβλίου δεν είναι όλοι όλων των κεφαλαίων, γίνεται κατανομή υπευθύνου ανά κεφάλαιο και σε ολομέλεια γίνονται παρατηρήσεις από όλους, αυτό το κεφάλαιο το έγραψε άλλος συνάδελφος, κατέθεσα και τότε αυτές τις ενστάσεις μου, και άλλες τινές, οι οποίες, όμως, και δεν έγιναν αποδεκτές κατά πλειοψηφία”
τέλος ως προς το “κάποια λύση και όχι ως απόλυτα σωστό”, η άποψή μου, που την έχω και ξαναγράψει αρκετές φορές, και εδώ, αλλά πού;, είναι ότι ΗΕΔ από επαγωγή δημιουργείται σε δύο περιπτώσεις:
α. όταν ένας αγωγός κινείται με όποιο τρόπο μέσα σε κάποιο μαγνητικό πεδίο, που έχει και εξήγηση και
β. όταν η μαγνητική ροή που περνάει μέσα από ένα ακίνητο πλαίσιο μεταβάλλεται με όποιο τρόπο, που δεν έχει εξήγηση, είναι UFO…
στην περίπτωσή μας η ΗΕΔ εμφανίζεται λόγω α. και δικαιολογείται ως β., πρόκειται για καραμπινάτη λαθροχειρία…
Ανδρέα (Ριζ)
στην ανάρτηση του Διονύση με τη λάθος εικόνα έχω ανεβάσει την εικόνα 62 από το σχολικό βιβλίο που εγώ έχω και που είναι σωστή, δες την και πες μου
Η καλή αυτή άσκηση δίνει και αφορμή για συζήτηση.
Ο Ηλεκτρομαγνητισμός που θα διδαχθεί θα είναι κουτσός αν δεν διδαχθεί η δύναμη που δέχεται κινούμενο φορτίο μέσα σε μαγνητικό πεδίο. Ο σωλήνας Brown παραμένει ένα μυστήριο. Το σέλας;
Διαβάζουμε για την προστασία της Γης την οφειλόμενη στο μαγνητικό της πεδίο.
Αν λοιπόν διδασκόταν η δύναμη αυτή, θα μπορούσε να "μεταφερθεί" και στο κεφάλαιο της Επαγωγής.
Παράλληλα φυσικά με τη μεταβολή της μαγνητικής ροής.
Καλησπέρα παιδιά.
Πρόδρομε ελπίζω να δοθούν διευκρινήσεις, διαφορετικά συμφωνώ ότι η διδασκαλία πρέπει να περιοριστεί.
Βαγγέλη αντιλαμβάνομαι την ένσταση. Έστω όμως ότι μεταξύ των άκρων Γ και Δ δεν υπάρχει σύρμα. Πώς θα εξηγήσουμε την εμφάνιση ΗΕΔ στον ΚΛ αφού δεν υφίσταται πλαίσιο ΓΚΛΔ;
Γιάννη είναι πολλά τα μυστήρια. Τι να απαντήσεις σε μαθητή, που θα σε ρωτήσει τι απεικονίζει το εξώφυλλο του βιβλίου της Β προσανατολισμού; Κάποτε διδάσκαμε μέχρι και φαινόμενο Hall…Τώρα καλούμαστε να διδάξουμε κουτσό ηλεκτρομαγνητισμό.
Αποστόλη, δεν θα την εξηγήσουμε!
δεν έχουμε τρόπο, με βάση το σχολικό βιβλίο, να την εξηγήσουμε
μόνο για πλαίσια έχουμε δικαίωμα
Ας δεχθούμε να μην ξέρει το φαινόμενο Χωλ.
Μπορεί να δει αυτό.
Επίσης…..
Το youtube είναι μέρος της πραγματικότητας. Να μην καταλαβαίνει τίποτε;
Όπως το λες Γιάννη μπορεί να τα δει. Παλιά παίζαμε φλιπεράκια και ηλεκτρονικά. Τώρα (μαθαίνω από τον μεγάλο μου γιο ετών 14) οι νέοι παρακολουθούν στο youtube άλλους να παίζουν παιχνίδια
. Και αν πέσουν κατά λάθος στο video με τον καθοδικό σωλήνα γιατί να καταλάβουν; Άλλωστε όσο λιγότερα καταλαβαίνει κανείς, τόσο καλύτερος καταναλωτής γίνεται. Το λυπηρό είναι ότι τα προγράμματα σπουδών (μεταξύ άλλων) αποθαρρύνουν κάποιον από το να αναζητήσει τα βιντεάκια που ανέβασες και τον ενθαρρύνουν να βρίσκει σημεία ενίσχυσης μεταξύ πηγών (το αγαπημένο σου).
Καλησπέρα συνάδελφοι.
Γράφει ο Πρόδρομος:
"Οι "επιλογείς" της ύλης δε νομίζω να είχαν στο μυαλό τους τις "ραβδολογίες"! Βάλανε τον γενικό νόμο της επαγωγής του Faraday με σκοπό να θίξουν τη διατήρηση της ενέργειας μέσω του κανόνα Lenz, και να μας περιορίσουν στη διδασκαλία σε κλασσικά πράγματα που απορρέουν από το νόμο."
Νομίζω το κλειδί βρίσκεται στη λέξη "ραβδολογίες". Η κριτική είχε ακουστεί πάρα πολύ τα προηγούμενα χρόνια, ακόμη και την περίοδο των δεσμών.
"ασχολείσθε πολύ με τις ράβδους", δεν είναι αυτή η επαγωγή.
Και όμως αυτή είναι η επαγωγή, αν θέλουμε ο μαθητής να καταλάβει κάτι και να μην παπαγαλίζει ένα νόμο που περιγράφει κάτι "μαγικά" που γίνονται όταν κινείται ένας μαγνήτης. Η επαγωγή δεν είναι τα "κόλπα του ταχυδακτυλουργού"!
Αν θέλουμε αυτό, εντάξει το μοντέλο της κίνησης ευθύγραμμου αγωγού ας μην διδαχτεί…
Προσωπικά θεωρώ ότι μόνο αν ασχοληθεί ένας μαθητής με κινούμενο αγωγό, αρχίζει κάτι να καταλαβαίνει από επαγωγή. Όλα τα άλλα είναι ακαταλαβίστικα και ακατανόητα. Απέναντι από τον βόρειο πόλο που πλησιάζει δημιουργείται βόρειος πόλος… πού θα πάει θα το παπαγαλίσει χωρίς να το μπερδεύει (το βόρειο με το νότιο…)
Το δεύτερο ουσιαστικό μέρος της επαγωγής είναι η αυτεπαγωγή. Την βγάλαμε και ησυχάσαμε…
Τι και αν αυτή μας εισάγει στο ουσιαστικό περιεχόμενο του μαγνητικού πεδίου και στην ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτό; Έξω!!!
Για ποια διατήρηση ενέργειας μιλάμε μετά, όταν ο μαθητής δεν διδάσκεται την ενέργεια μαγνητικού πεδίου;
Για να μην πω ότι η εμφάνιση του επαγωγικού ηλεκτρικού πεδίου, λόγω μεταβολής του μαγνητικού πεδίου οδηγεί στο ηλεκτρομαγνητικό κύμα…
Αυτό και αν είναι άχρηστη γνώση!!!
Όσον αφορά τη δύναμη Lorenz και τα παράλληλα αποτελέσματά της, νομίζω ότι είναι μικρότερο το κακό. Γιατί εκτρέπεται μια δέσμη ηλεκτρονίων; Γιατί αντιστοιχεί σε ρεύμα που δέχεται δύναμη Laplace.
Το καταλαβαίνει ο μαθητής και ας μην μπορεί να το κάνει πενηνταράκια και να υπολογίσει τη δύναμη που δέχεται το ένα ηλεκτρόνιο.
(Αυτό, χωρίς να σημαίνει ότι δικαιολογώ την απόφαση για τη μη διδασκαλία της κίνησης φορτισμένου σωματιδίου σε μαγνητικό πεδίο και πρωτίστως την δύναμη Lorenz).
Καλησπέρα σας.
Πιστεύω ότι πρέπει να δούμε και αυτό.(Ενημέρωση για τη Γ Λυκείου)
Για φυσική δείτε μετά το 3:35
Γεια σου Γιώργο.
Σε ευχαριστώ για την ενημέρωση.
"Είδα" και γω την μεγάλη εικόνα της Φυσικής…
Η ΗΕΔ σε αγωγό είναι ξεχωριστή περίπτωση και έχει εξήγηση στηριγμένη στη δύναμη Lorentz και στο εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από το διαχωρισμό των φορτίων. Στο βιβλίο Serway , λέγεται και κινητική ΗΕΔ (Motional EMF) και μελετάται σε ξεχωριστή παράγραφο.
Βαγγέλη η τελευταία εικόνα που ανέβασες είναι ολόσωστη! Το δεξί άκρο του πηνίου επιτέλους κατάλαβε τι πρέπει να κάνει.
Θα ήθελα να δω παραδείγματα θεμάτων με τις προδιαγραφές που έθεσαν οι ομιλητές.
Ανδρέα καλησπέρα.
Δεν θα συμφωνήσω ότι η κινούμενη ράβδος είναι άλλη περίπτωση.
Το ότι της αφιερώνει ιδιαίτερη παράγραφο, καλά κάνει και σε μια ανάρτηση που προετοιμάζω, σαν θεωρητική μελέτη, την ονομάζω επίσης κινητική ΗΕΔ σε αντιδιαστολή με την ΗΕΔ λόγω μεταβολής του Β…
Αλλά ας δούμε τα τρία παρακάτω σχήματα.
Λέτε να είναι εντός ύλης το (α) όπου το πλαίσιο μπαίνει στο πεδίο και εκτός ύλης το (β) που κινείται η ράβδος;
Ή μήπως και το (α) είναι εκτός ύλης;
Και αν είναι, θα ήθελα να ακούσω σε τι διαφέρει από το (γ); Επιτρέπεται να κινείται ο μαγνήτης, αλλά όχι το πλαίσιο;
Αυτό εννοούσαν οι ομιλητές στο βίντεο το ΙΕΠ, όταν αναφερόνταν σε "μεγάλη εικόνα της Φυσικής…";
ΥΓ
Εκτός ύλης μπορεί να είναι η κινούμενη (μοναχική) ράβδος, χωρίς άλλους αγωγούς και χωρίς να βλέπει ο μαθητής εμβαδόν επιφάνειας για να πάρει ροή…
Δηλαδή η "μεγάλη εικόνα της Φυσικής είναι τι;
Ότι έχουμε ΗΕΔ όταν ένας μαγνήτης πλησιάζει το πλαίσιο, αλλά όχι όταν το πλαίσιο πλησιάζει το μαγνήτη;
Και πώς ερμηνεύει "η μεγάλη εικόνα" την ΗΕΔ στο (α) σχήμα που το πλαίσιο μπαίνει στο μαγνητικό πεδίο;
Αναπτύσσεται ΗΕΔ; Πού; Σε όλο το πλαίσιο; Στην μια πλευρά του; Γιατί;
Αυτά τα ερωτήματα κύριοι του ΙΕΠ είναι πολύπλοκα Μαθηματικά; Δεν είναι αλήθεια Φυσική;
Καλησπέρα σε όλους. Γιώργο σε ευχαριστούμε για την ενημέρωση. Παρακολούθησα με προσοχή τα όσα συζητήθηκαν. Άκουσα να προτείνεται η απομαθηματικοποίηση της φυσικής (η μη εργαλειακή αντιμετώπιση του μαθήματος) και μια ποιοτική προσέγγισή της, αν κατάλαβα καλά. Στον αντίποδα βέβαια, είχαμε στις εξετάσεις τα Β θέματα και ένα Δ2, στο οποίο έπρεπε να επιλυθεί ένα σύστημα 7×7. Συμφωνώ ότι πρέπει να μπαίνουν και ερωτήματα, στα οποία ο μαθητής θα μπορούσε να απαντήσει χωρίς χρήση μαθηματικού φορμαλισμού. Θα ήθελα να δω κι εγώ υποδείγματα προτεινόμενων θεμάτων.