web analytics

Από τη μαγνητική ροή στην επαγωγή

 Ο αγωγός ΚΛ μήκους ℓ=1m, μπορεί να κινείται οριζόντια, σε επαφή με δυο παράλληλους αγωγούς Αx και Γy μήκους d=2m, χωρίς τριβές, μέσα σε ένα ομογενές κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,3Τ, το οποίο εκτείνεται στην περιοχή που ορίζεται από τους αγωγούς Αx και Γy. Ο αγωγός ΚΛ και οι δύο αγωγοί Αx και Γy δεν παρουσιάζουν αντίσταση, ενώ μεταξύ των άκρων Α και Γ συνδέεται αντιστάτης με αντίσταση R=0,2Ω. Ο αγωγός ΚΛ, με την επίδραση μιας κατάλληλης οριζόντιας δύναμης, κινείται προς τα δεξιά με σταθερή ταχύτητα υ=2m/s και τη στιγμή t=0 απέχει από τα άκρα ΑΓ απόσταση x0=0,4m.

  1. Να βρεθεί η μαγνητική ροή που διέρχεται από το ορθογώνιο ΑΚΛΓ σε συνάρτηση με το χρόνο και να γίνει η γραφική της παράσταση, μέχρι ο αγωγός να εγκαταλείψει τους αγωγούς Αx και Γy, θεωρώντας την κάθετη στην επιφάνεια να έχει την ίδια φορά με την ένταση του πεδίου.
  2. Να βρεθούν ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής και η ηλεκτρεγερτική δύναμη που αναπτύσσεται στο ορθογώνιο, καθώς και η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη R, σε συνάρτηση με το χρόνο.
  3. Να υπολογιστεί η συνολική ηλεκτρική ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμότητα πάνω στον αντιστάτη και να συγκριθεί με το έργο της ασκούμενης δύναμης F.

Απάντηση:

ή

%ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b11 Από τη μαγνητική ροή στην επαγωγή
%ce%b1%ce%b1%ce%b1%ce%b13 Από τη μαγνητική ροή στην επαγωγή

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
27 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Γιάννης Μήτσης

Εάν ο πλανήτης X έχει μαγνητικό πεδίο και χρησιμοποιούν πυξίδες, πρέπει να δώσουν κατάλληλα ονόματα στους πόλους των πυξίδων και των μαγνητών τους. Γιατί όχι;

Βαγγέλης Κουντούρης

Aiii!!!

"Ως εκ του Κλασσικού" βάζω Άριστα, Γιάννη, για το "Χίινοι"!

(αν ήμουν Χίινος δεν θα είχα κανένα πρόβλημα, απλά δεν θα χρησιμοποιούσα το αριστερό χέρι, αλλά τον "αριστερόστροφο" κοχλία…)

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
10/10/2019 10:45 ΜΜ

Γιάννη Μήτση καλησπέρα. 

Η απάντηση στο ερώτημά σου είναι ότι η Η/Μ θεωρία των Χίηνων δεν υστερεί καθόλου αρκεί να προβλέπει τις σωστές κατευθύνσεις για την φορά των επαγωγικών ρευμάτων σε ένα κύκλωμα. Πιο σωστά να προβλέπει σωστά την διεύθυνση του επαγόμενου ηλεκτρικού πεδίου, η οποία άσχετα από συμβάσεις πρέπει να είναι μία στον χώρο. 

Νομίζω ότι αυτήν ακριβώς είναι η ουσία: το πρόσημο μειον στον νόμο του Faraday είναι απαραίτητο για να προκύψει η σωστή πολικότητα της επαγόμενης ΗΕΔ. Ακριβώς όπως το πρόσημο μείον στην δύναμη επαναφοράς είναι απαραίτητο για να προκύψει ΑΑΤ, άσχετα με την επιλογή της θετικής φοράς στον άξονα κίνησης. 

Γιάννης Μήτσης
Αρχισυντάκτης
11/10/2019 7:08 ΠΜ

Αφού συμφωνούμε πως δεν θα υπήρχε ουσιαστικό πρόβλημα αν είχαμε ορίσει αντίστροφα την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, πάμε να δούμε πως θα ήταν κάποιες από τις διατυπώσεις ορισμών, νόμων κ.τ.λ. στη Χίινη θεωρία σε σχέση με την Γήινη, έτσι ώστε οι δυο θεωρίες να προβλέπουν τις ίδιες κατευθύνσεις σε δυνάμεις, ρεύματα, ηλεκτρικά πεδία κ.τ.λ.

Στη Χίινη θεωρία ο αντίστοιχος νόμος Faraday έχει ‘+’ και όχι ‘-‘. Δηλαδή, το πρόσημο του νόμου Faraday έχει να κάνει απλά με τη σύμβαση που έχουμε υιοθετήσει και τίποτα παραπάνω.

Αντίθετα, ο κανόνας Lenz περιγράφει μια πραγματικότητα πέρα από τις συμβάσεις. Τόσο ο Γήινος όσο και ο Χίινος κανόνας Lenz μιλάνε για «προσπάθεια» του επαγωγικού ρεύματος να αντισταθεί στις μεταβολές.

Δεν προτείνω Διονύση να αλλάξουμε συμβάσεις, μια χαρά δουλεύουμε με αυτές. Προσπαθώ να διερευνήσω αν το ‘-’ του νόμου Faraday αντιστοιχεί σε κάτι βαθύτερο (διατήρηση ενέργειας – κανόνας Lenz) ή αν απλά έτυχε να είναι ‘-‘ λόγω των συμβάσεων που κάναμε.

Στο παράδειγμά σου Στάθη για την ΑΑΤ, το ‘-’ της σχέσης F=-kX πράγματι δεν προκύπτει από κάποια απλή σύμβαση, είναι θέμα ουσίας. Αυτό όμως το παράδειγμα δεν σημαίνει πως κάθε ‘-‘ σε κάθε εξίσωση περιγράφει οπωσδήποτε κάτι βαθύτερο από μια απλή σύμβαση.

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
11/10/2019 9:13 ΠΜ

Καλημέρα παιδιά. Γιάννη (Μήτση) μία διευκρίνσηση όποτε μπορείς: Με ποια σύμβαση ορίζεις το κάθετο διάνυσμα σε μία στοιχειώδη επιφάνεια;

Βαγγέλης Κουντούρης

καλημέρα σε όλους

"ναι σε όλα" του Γιάννη με δύο διαφωνίες: αντί IBF θα χρησιμοποιούσα αριστερόστροφο κοχλία και ότι και το "-" στην έκφραση της συνισταμένης στην ταλάντωση συμβολικό είναι, κάπως σαν "μισός" Lenz, δείχνει αντίθεση στην απομάκρυνση από τη Θ.Ι., αλλά όχι και στην επιστροφή (γι αυτό και στο "φουκαριάρικο" το κεφάλαιο των ταλαντώσεων στο παλιό βιβλίο της Β΄ Γενικής, που καρατομήθηκε πριν μερικά χρόνια, ο συγγραφέας του, που συμβαίνει να γνωρίζω "προσωπικά", γράφει μαθηματικίστικα τη σχέση με "-", αλλά και επισημαίνει με bold "…η συνισταμένη… να έχει φορά προς τη θέση ισορροπίας"…)

Βαγγέλης Κουντούρης

καλημέρα Στάθη

δεν ξέρω ο Γιάννης, υποθέτω θα σου απαντήσει ο ίδιος

εγώ, αν η εκφώνηση δεν με δεσμεύει, με καμμία, διότι θεωρώ ότι οι δυο πλευρές είναι απολύτως ισότιμες, δεν υπάρχει καλή και κακή πλευρά, απλά επειδή έχω "αντιπάθεια" στο "-", και αν εμπλεκόταν στο θέμα μαγνητική ροή θα επέλεγα ομόρροπο με τη μαγνητική επαγωγή, ώστε να ξεκινούσα την όποια μελέτη με θετική ροή 

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
11/10/2019 9:52 ΠΜ

Καλημέρα Βαγγέλη. Την ίδια επιλογή θα έκανα και εγώ. Βέβαια από την στιγμή που ορίζεις το κάθετο διάνυσμα S ομόρροπο με το Β, το διάνυσμα αυτό έχει μία αλγεβρική τιμή σε ένα σύστημα συντεταγμένων, όπως έχει και το Β. Και οι αλγεβρικές τιμές των διανυσμάτων είναι απαραίτητες  για την σωστή χρήση των νόμων του Maxwell.  

Αυτό που ρωτάω όμως είναι το πώς ορίζω το διάνυσμα S σε ένα συγκεκριμένο σύστημα συντεταγμένων, έτσι ώστε να είναι κάθετο στην τυχαία επιφάνεια και να έχει μέτρο ίσο με το εμβαδόν της; 

Γιάννης Μήτσης
Αρχισυντάκτης
11/10/2019 2:18 ΜΜ
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Καμία αντίρρηση.

Η μοναδική αντίρρηση που έχω (όχι με τα λεγόμενά σου αλλά με τη βιβιλιογραφία) είναι πως το '-' του νόμου Faraday εκφράζει τον κανόνα Lenz

Γιάννης Μήτσης
Αρχισυντάκτης
11/10/2019 4:30 ΜΜ

Οι χίινοι έχουν υιοθετήσει την ίδια σύμβαση με τους γήινους ως τον προσανατολισμό μιας επιφάνειας, δηλαδή:

Έχουμε μια προσανατολισμένη καμπύλη (α).

Ας υποθέσουμε πως η καμπύλη αυτή είναι κλειστή (β1), (β2). Για ευκολία ας υποθέσουμε πως είναι απλή, δηλαδή δεν τέμνει τον εαυτό της (β1).

Ο προσανατολισμός της επιφάνειας ορίζεται από τον κανόνα του δεξιού χεριού (γ).

Δηλαδή ο προσανατολισμός μιας επιφάνειας πάει πακέτο με τον προσανατολισμό του συνόρου της.

Για παράδειγμα, στην ολοκληρωτική μορφή του νόμου Faraday, για να υπολογίσεις το ολοκλήρωμα Εdl, πρέπει να ορίσεις προσανατολισμό στην καμπύλη ολοκλήρωσης. Με το που θα ορίσεις προσανατολισμό στην καμπύλη, αυτόματα ορίζεται και ο προσανατολισμός της επιφάνειας που η καμπύλη περικλείει, οπότε το επιφανειακό ολοκλήρωμα του β’ μέλους του νόμου αφορά επιφάνεια καθορισμένου προσανατολισμού.