by 
Σε λείο οριζόντιο επίπεδο ηρεμούν ένα ανοικτό κύκλωμα (Κ), το οποίο περιλαμβάνει μια πηγή με έναν αντιστάτη και ένα αγώγιμο τετράγωνο πλαίσιο (Π), το ένα δίπλα στο άλλο, όπως στο σχήμα (σε κάτοψη). Αν το σύρμα ΑΓ θεωρείται πολύ μεγάλου μήκους και κάποια στιγμή κλείσουμε το διακόπτη (δ), τι από τα παρακάτω πρόκειται να συμβεί με το πλαίσιο;
i) Θα παραμείνει στη θέση του, ακίνητο.
ii) Θα πλησιάσει το κύκλωμα, κινούμενο προς τα αριστερά.
iii) Θα απομακρυνθεί από το κύκλωμα, κινούμενο προς τα δεξιά.
iv) θα ανασηκωθεί, χάνοντας ίσως την επαφή του με το οριζόντιο επίπεδο.
Να δικαιολογηθεί αναλυτικά η επιλογή σας.
ή
Τι θα κάνει το πλαίσιο, αν κλείσουμε το διακόπτη;
Τι θα κάνει το πλαίσιο, αν κλείσουμε το διακόπτη;
Καλημέρα Διονύση. Πολύ καλό θέμα. Τι θα απαντούσαμε σε μαθητή, αν μας ρωτούσε γιατί δεν λάβαμε υπόψιν την συνεισφορά του Β2 στη διαμόρφωση των δυνάμεων Laplace;
Καλημέρα Αποστόλη.
"Αντιτίθεται στην αιτία που το προκαλεί", αλλά πάντα με ήττα!!!
Καλημέρα παιδιά.
Πάρα πολύ καλή!
Ας προσεχθεί το ότι αναμέναμε την απομάκρυνση από τον κανόνα Lentz.
Μόνο απομακρυνόμενο "προσπαθεί" να αποφύγει την αύξηση της μαγνητικής ροής. Πρέπει επομένως το ρεύμα στην πλησιέστερη πλευρά να είναι αντίρροπο. Ο κανόνας του Lentz είναι πολυπρόσωπος.
Επανέρχομαι Αποστόλη στο ερώτημά σου.
Ο κανόνας του Lenz δείχνει μια "παθητική αντίσταση" κατά την εμφάνιση της ΗΕΔ από επαγωγή:
Όταν πλησιάζει ο βόρειος πόλος ενός μαγνήτη ένα κυκλικό πλαίσιο, αναπτύσσεται ΗΕΔ, δημιουργείται ρεύμα με αποτέλεσμα να απέναντι από τον βόρειο πόλο που πλησιάζει να εμφανιστεί βόρειος πόλος, ώστε να αντισταθεί στο πλησίασμα του μαγνήτη. Αλλά η αντίσταση αυτή, ούτε θα αποτρέψει το πλησίασμα και πολύ περισσότερο δεν θα απομακρύνει το μαγνήτη!
Στην ειδική περίπτωση λοιπόν της παραπάνω άσκησης, θα αναπτυχθεί μαγνητικό πεδίο έντασης Β2, μικρότερης από την ένταση Β1.
Στο χρονικό διάστημα, με άλλα λόγια, της μεταβολής του ρεύματος στο πρώτο κύκλωμα, θα υπάρχει μεταβολή μαγνητικής ροής στο δεύτερο κύκλωμα και ηλεκτρικό ρεύμα.
Όσον αφορά το μέτρο της δύναμης Laplace σε κάθε πλευρά, θα πρέπει να υπολογιστεί με βάση την τιμή της έντασης Β1 και όχι της Β2 που οφείλεται στο ηλεκτρικό ρεύμα στο πλαίσιο. Να το διατυπώσω αλλιώς, το ρευματοφόρο πλαίσιο είναι το υπόθεμα, που βρίσκεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο του κυκλώματος (Κ)
Καλημέρα Γιάννη.
Γράφαμε μαζί…
καμιά εκτίμηση για το τι θα συμβεί μετά?
Γιατί οι δυνάμεις αντιστρέφονται.
καλημέρα σε όλους
Διονύση, έχω έναν προβληματισμό: με δεδομένο ότι αποδεχόμαστε πως η ένταση του ρεύματος από 0 παίρνει κάποια τιμή ακαριαία, άρα και η μαγνητική επαγωγή του πεδίου, η δύναμη που θα δεχθεί το πλαίσιο είναι στιγμιαία, άρα και η επιτάχυνση, άρα το πλαίσιο θα δεχθεί δύναμη συνολικά προς τα δεξιά, αλλά δεν θα μετακινηθεί
μήπως θα ήταν καλύτερα αντί διακόπτης να ήταν δρομέας που κινείται από το αριστερό άκρο της αντίστασης προς το δεξιό (ροοστάτης δηλαδή) οπότε θα είχαμε συνέχεια μεταβολή του ρεύματος, άρα και της έντασης του μαγνητικού πεδίου, άρα θα υπήρχε δύναμη στο πλαίσιο συνέχεια;
ξαναβλέποντας το θέμα όπως το διατυπώνει ο Διονύσης
αν δεχθούμε κάποιον ελάχιστο χρόνο, ώστε η δύναμη να "προλάβει" να προσδώσει στο πλαίσιο κάποια ταχύτητα προς τα δεξιά, η ροή που περνάει από το πλαίσιο θα μειώνεται, διότι αυτό απομακρύνεται από τον ρευματοφόρο αγωγό, άρα θα γεννηθεί ΗΕΔ από επαγωγή που θα προκαλέσει ρεύμα αριστερόστροφο ώστε να ενισχύεται η μειούμενη ροή, άρα οι δυνάμεις που δέχεται το πλαίσιο θα αναστραφούν και επομένως αυτό θα επιβραδύνεται
εν ολίγοις βλέπω: αν ο χρόνος αποκατάστασης του ρεύματος στο κύκλωμα είναι μηδέν, το πλαίσιο θα δεχθεί δύναμη, αλλά δεν θα κινηθεί και αν ο χρόνος είναι υπαρκτός, αλλά πολύ μικρός το πλαίσιο θα κινείται δεξιά-αριστερά πραγματοποιιώντας αδύνατον να μελετηθεί ταλάντωση
και βέβαια, το βασικό ερώτημα είναι: βλέπω καλά;
Καλημέρα συνάδελφοι
Πολύ καλή ανάλυση Διονύση.
Επιτρέψτε μου όμως τη γνώμη ότι , θα ήταν προτιμότερο να δίνεται στην εκφώνηση ότι " ο ευθύγραμμος αγωγός ΑΓ θεωρείται μεγάλου μήκους".
Διαφορετικά , γιατί να το θεωρήσει κάποιος από μόνος του , παρατηρώντας το κύκλωμα;
Ο κανόνας του Lenz δεν λέει πως το πλαίσιο με οποιονδήποτε τρόπο (πχ περιστροφή, μετακίνηση, αλλαγή σχήματος κτλ) "προσπαθεί" να αντισταθεί στην μεταβολή της μαγνητική ροής. Μιλάει για συγκεκριμένο τρόπο "αντίστασης" που είναι η δημιουργία επαγωγικού ρεύματος.
Άρα δεν αναμένουμε αναγκαστικά απομάκρυνση λόγω του κανόνα Lenz.
Καλημέρα Γιάννη.
Μια διατύπωση του κανόνα του Lentz είναι:
-Το επαγωγικό ρεύμα έχει τέτοια φορά ώστε να αντισταθεί στο αίτιο που το προκαλεί.
Η αντίσταση αυτή μπορεί να προβλεφθεί ποικιλοτρόπως και όχι μόνο με μία λογική.
Π.χ. τρέχει το ραβδί σε μαγνητικό πεδίο. Ποια είναι η φορά του επαγωγικού ρεύματος;
1η πρόβλεψη:
Μεγαλώνει η ροή, οπότε πρέπει να δημιουργηθεί αντίθετο μαγνητικό πεδίο.
2η πρόβλεψη:
Το ρεύμα έχει τέτοια φορά ώστε η δύναμη laplace να αντιστέκεται στην κίνηση.
Τι δεν καταλαβαίνω;
Λες:
Άρα δεν αναμένουμε αναγκαστικά απομάκρυνση λόγω του κανόνα Lenz.
Γενικά ή στην συγκεκριμένη περίπτωση;
Το πλαίσιο πρέπει να κινηθεί προς περιοχή στην οποία θα έχει μικρότερη ροή.
Όποια περίπτωση και αν επικαλεστούμε, ο κανόνας Lentz έχει τουλάχιστον δύο αναγνώσεις.
Μου θέτουν Γιάννη το ερώτημα:
-Πλησιάζω μαγνήτη σε κλειστό μεταλλικό δαχτυλίδι που κρέμεται. Πως θα κινηθεί;
Δεν γνωρίζω ποιος πόλος πλησιάζει, έτσι δεν μπορώ να βρω τη φορά του ρεύματος. Έστω ότι δεν κάνω μάθημα σε τάξη και βαριέμαι να διακρίνω περιπτώσεις. Ξέρω ότι το το δαχτυλίδι θα "προσπαθήσει" να απομακρυνθεί.
Στο ηλεκτρικό κανόνι ξέρω ότι το δαχτυλίδι θα εκτιναχθεί ώστε να προσπαθήσει να πάει σε περιοχή στην οποία η ροή θα είναι μικρότερη. Αν κάνω μάθημα θα δώσω και τις δύο εκφράσεις του κανόνα του Lentz. Αν όχι επικαλούμαι την προηγούμενη εκδοχή.
Γιάννη θα προσπαθήσω να απαντήσω συνολικά και στα 3 μηνύματά σου σχετικά με την εφαρμογή του κανόνα Lenz.
Ας υποθέσουμε πως σε κάποιο πλαίσιο (όχι απαραίτητα αυτό του Διονύση) αυξάνεται η ροή μαγνητικού πεδίου. Η "αντίσταση" στην αύξηση αυτή μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα μπορεί το πλαίσιο να στραφεί, να κινηθεί να δημιουργήσει επαγωγικό ρεύμα κτλ. Ο κανόνας Lenz δεν ασχολείται με όλους αυτούς τους τρόπους. Αναφέρεται αποκλειστικά στον τρόπο "αντίστασης" δια της εμφάνισης επαγωγικού ρεύματος. Ο κανόνας του Lenz σου υποδεικνύει μόνο την φορά του επαγωγικού ρεύματος και όχι τη φορά της κίνησης ή τη φορά της περιστροφής του πλαισίου.
Έρχομαι τώρα στο παράδειγμα που αναφέρεις για τον μαγνήτη που πλησιάζει στον δακτύλιο. Πράγματι ο δακτύλιος απομακρύνεται όταν πλησιάζουμε τον μαγνήτη, όμως δεν είναι σωστό το επιχείρημα: "Σύμφωνα με κανόνα Lenz, το πλησίασμα του μαγνήτη αυξάνει τη ροή άρα το δαχτυλίδι απομακρύνεται για να τη μειώσει.".
Μπορείς βέβαια να πεις: "όταν πλησιάζω μαγνήτη σε δακτύλιο, θα απομακρυνθεί". Αυτή είναι μια ορθή πρόταση αλλά δεν είναι ο κανόνας Lenz. Η πρόταση προέκυψε από την εφαρμογή του κανόνα Lenz σε συνδυασμό με άλλα επιχειρήματα και ισχύει για στο συγκεκριμένο φαινόμενο. Μάλιστα, επειδή υπάρχει στη θεωρία του βιβλίου μπορούμε να την χρησιμοποιούμε χωρίς να επιχειρηματολογούμε.
εύκολο στην πράξη, Γιάννη, το πείραμα που περιγράφεις, το έχω πραγματοποιήσει πολλές φορές, δύσκολο στην (μονοσήμαντη) ερμηνεία (δες και το προηγούμενο σχόλιό μου), όταν πλησιάζει ο μαγνήτης η ροή που περνάει από το δαχτυλίδι αυξάνεται (προσωπικά, και το έχω καταθέσει, αδιαφορώ για τη φορά της Β), οπότε…, αλλά όταν ο μαγνήτης πλησιάζει με μικρότερο ρυθμό από όσο απομακρύνεται το δαχτυλίδι (ή όταν ο μαγνήτης σταματήσει να κινείται), η ροή στο δαχτυλίδι μειώνεται, άρα το δαχτυλίδι επιβραδύνεται και λόγω συνιστώσας του βάρους και λόγω αλλαγής φοράς της Laplace; νομίζω ναι.