Υπολογισμός διακινούμενου φορτίου από το εναλλασσόμενο ρεύμα

Το πλαίσιο μιας γεννήτριας στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα εντός ομογενούς μαγνητικού πεδίου με τον άξονα περιστροφής του να είναι κάθετος στο μαγνητικό πεδίο. Η γεννήτρια αυτή τροφοδοτεί αντιστάτη. Το εναλλασσόμενο ρεύμα που διαρρέει το παραπάνω κύκλωμα γεννήτριας – αντιστάτη δίνεται στο παραπλεύρως διάγραμμα έντασης ρεύματος – χρόνου.

Υπολογίστε το φορτίο το διερχόμενο από μια διατομή του κυκλώματος κατά το χρονικό διάστημα  0 έως  0,01 s

Συνέχεια

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
44 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Διονύσης Μάργαρης
16/10/2019 8:04 ΜΜ

Καλησπέρα Μανώλη.

Εδώ αναδεικνύεται η αξία του νόμου του Neumann, αφού αλλιώς το ολοκλήρωμα δεν το αποφεύγουμε.

Οπότε ένας μαθητής που δεν ξέρει ολοκληρώματα (ακόμη και όταν τα διδαχτεί στα Μαθηματικά του, δεν είναι καθόλου εύκολο να τα χρησιμοποιήσει στη Φυσική…), δεν έχει άλλο δρόμο…

Χρήστος Αγριόδημας
Αρχισυντάκτης
16/10/2019 10:48 ΜΜ

Καλησπέρα Μανώλη.

Δύσκολο το θέμα για τους λόγους που αναφέρεις. Ωστόσο η αξία του μεγάλη και ο τρόπος που το αντιμετωπίζεις για να είναι στα μέτρα όλων είναι πολύ καλός. 

Αρης Αλεβίζος
Αρχισυντάκτης
17/10/2019 12:23 ΠΜ

Μανώλη καλημέρα.

Μου άρεσε ο όρος διακινούμενο, εννοώντας ότι πρέπει να πάρω το συνολικό φορτίο είτε κινείται προς την μια κατεύθυνση είτε προς την άλλη,  διαφορετικά, στην περίπτωση, το φορτίο θα έβγαινε μηδέν.

Αφού έχουμε βεβαιωθεί (εμείς) περί αυτού και από την ολοκλήρωση  θα πρέπει:

1. να  τονίσουμε στα παιδιά, με λόγια, ότι πρέπει να υπολογίζουν το συνολικό φορτίο άσχετα από την φορά κίνησής του, όπως ένας που κάνει στατιστική για την ποσότητα κυκλοφορίας σε ένα δρόμο μετρά αυτούς που κινούνται και προς τα δεξιά και αυτούς που κινούνται και προς τα αριστερά και προσθέτει, δεν λέει 100 κινούνταν προς τα δεξιά σε μια ώρα   90  προς τα αριστερά άρα 10 άτομα την ώρα περνούν από τον δρόμο.

2. δίνοντας εναλλασσόμενο με τριγωνικό παλμό μπορούν από  το εμβαδό στο διάγραμμα να βρουν το φορτίο.

Τα προηγούμενα είναι βήματα που χρησιμοποιούσα τα χρόνια των δεσμών για το θέμα.

Τζίκας Γεώργιος
17/10/2019 10:31 ΠΜ

Διονύση καλημέρα.Ακριβώς το ίδιο θέμα συζητούσαμε πριν μιά βδομάδα,για το φορτίο που "πέρασε" από την διατομή (αυτό πού ο Μανώλης λέει πιό εύστοχα "διακινήθηκε") και διαφωνούσαμε,ενώ τώρα συμφωνούμε,δεν νομίζεις;

Παντελεήμων Παπαδάκης
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Μανώλη.

Γνώριμο το ωραίο στυλ των θεμάτων σου και δόκιμη θεωρώ την εισαγωγή του όρου "διακινήθηκε" για το φορτίο που πέρασε από μια διατομή άσχετα με τη φορά κίνησής του.

Μια παρατήρηση αν καλά βλέπω: στην εισαγωγή του θέματος φαίνεται να ζητάς το q από 0 έως 0,01s ,ενώ όταν πάμε στη ‘’συνέχεια’’ βλέπω να ζητάς από 0 έως 0,02s και στην ολοκλήρωση βρίσκεις από 0 εως 0,01s.

Δυο σκέψεις :

1)Αν υπάρξει ερώτημα :  Ποιό το φορτίο που "αναπτύχθηκε" πέραν μιας διατομής του αγωγού από 0 έως 0,02s.

Τι λες θα απαντούσαμε 0 (εξηγώντας την αντίθετη φορά κίνησης των e) δίνοντας διαφορετική ερμηνεία στους όρους "διακινήθηκε" και "αναπτύχθηκε";

(Το ρωτώ επειδή εδώ  στο III) 3) το είχα ζητήσει.)

2)Θα μπορούσαμε μήπως μέσω της Ιεν να βρούμε το φορτίο ;

(Το έκανα και προσεγγίζω το εκατοστό δεκαδικό ψηφίο του αποτελέσματος.)

Βέβαια η ενεργός τιμή έχει οριστεί σε σχέση με την θερμότητα ,άρα μάλλον δεν…)

Καλημέρα Ηράκλειο

 

Βαγγέλης Κουντούρης

η θέση μου: θεωρώ σωστότερο το ρήμα "πέρασε" από το "διακινήθηκε", "συσσωρεύτηκε" ή "αναπτύχθηκε" με την έννοια του αθροίσματος της απόλυτης τιμής των δύο επι μέρους φορτίων προς τις αντίθετες κατευθύνσεις (ως μηχανικό-πραγματικό ανάλογο θεωρώ τό πόσα άτομα (άνθρωποι) πέρασαν κάποιο γεφύρι σε μια μέρα, όπου προφανώς αθροίζουμε το πλήθος των ατόμων που πέρασαν από την όχθη Α προς την όχθη Β με το αντίστοιχο πλήθος που πέρασε αντίθετα)

το ρήμα "διακινήθηκε" το θεωρώ ισότιμο με το "πέρασε"

το ρήμα "συσσωρεύτηκε" θεωρώ ότι εκφράζει το άθροισμα των αλγεβρικών τιμών των δύο επιμέρους φορτίων (ως μηχανικό-πραγματικό ανάλογο θεωρώ τό πόσο μετεβλήθη το πλήθος των ατόμων της όχθης Α ή Β)

το ρήμα "αναπτύχθηκε" θεωρώ ότι είναι ανεπιτυχές, διότι αφήνει να εννοηθεί ότι η μεταβολή επήλθε με ιδίαν δράση και όχι ως συνέπεια άλλης αιτίας

(υπενθυμίζω ξανά ότι είχε γίνει χαμός παλιότερα όταν παρόμοιο ερώτημα τέθηκε στις Πανελλήνιες) 

Παντελεήμων Παπαδάκης
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Βαγγέλη

Παρ'όλο που πιστεύω πως αναπτύσσετε κάτι σημαίνει προς ορισμένη "κατεύθυνση" ,να υποθέσω πως θα συμφωνούσες με τον όρο… "αναπτύχθηκε πέραν μιας διατομής" ( για απάντηση q=0 στη συγκεκριμένη).

Παντελεήμων Παπαδάκης
Αρχισυντάκτης

Γειά σου Μανώλη.

Κατανοητός και ευχαριστώ ως προς τα του Ιεν.

Για τον αναπτύχθηκε ,… δεν τον τοποθετώ αντί του όρου διακινήθηκε και ούτε θα ζητούσα …"πόσο φορτίο αναπτύχθηκε σε …",  αλλά "πόσο φορτίο αναπτύχθηκε πέραν μιας διατομής" όπως και το είχα ζητήσει.

Για να συνεννοηθούμε ίσως καλλίτερα πως θα ρωτούσαμε αν θέλαμε η απάντηση να ηταν q=0 ;

Τζίκας Γεώργιος
17/10/2019 12:56 ΜΜ

Παντελεήμονα καλησπέρα.Ερώτηση…Πόσο φορτίο «μετατοπίσθηκε» στο κύκλωμα στη διάρκεια μιάς περιόδου;Απάντηση…0

 

Διονύσης Μάργαρης
17/10/2019 1:01 ΜΜ

Καλό μεσημέρι συνάδελφοι.

Μπλέξανε οι γραμμές μας και δεν κατάλαβα πώς και πότε!!!

Να παίξω λίγο με τον Αριστοτέλη, να πάω super, το ένα το άλλο, ξαφνικά βλέπω να συμφωνώ με το Γιώργο (Τζ), χωρίς να το έχω καταλάβει!!! Και είχαμε διαφωνήσει πριν λίγες μέρες!!!

Λοιπόν συνάδελφοι, μήπως να ξεδιαλύνουμε για ποιο πράγμα μιλάμε; Πήγε και ο Μανώλης να επιβάλλει νέο ρήμα και …χαθήκαμε.

Προσωπικά συμφώνησα με το Μανώλη, άσχετα το ρήμα που χρησιμοποίησε, αφού ζήτησε το φορτίο από 0-0,1s που η φορά του ρεύματος δεν αλλάζει! Πώς περάσαμε στην αντίθετη όχθη;

Διονύσης Μάργαρης
17/10/2019 1:04 ΜΜ

Προσωπικά, είχα γράψει δίπλα:

Ας πάρουμε λοιπόν ένα πλαίσιο, το οποίο είναι παράλληλο στις δυναμικές γραμμές και το οποίο στρέφεται κατά 180°.

Μπορούν να τεθούν τα ερωτήματα:

1) Να βρεθεί το φορτίο που πέρασε από μια διατομή του πλαισίου

2) Να βρεθεί το φορτίο που κινήθηκε στο πλαίσιο 

3) Να υπολογιστεί το φορτίο κατά την περιστροφή από 0-90° και από 90°-180°.

Μήπως πρέπει να είμαστε πολύ προσεκτικοί στο τί απαντάμε και πώς;

Και στη συνέχεια, επιχειρηματολόγησα λέγοντας:

Η γλώσσα πράγματι είναι πλούσια και μπορεί να εκφράσει με ελάχιστες διαφοροποιήσεις, διαφορετικά πράγματα.

Πάμε λοιπόν στα ερωτήματα. 

1) Πέρα από τη γλώσσα, νομίζω ότι θα συμφωνήσουμε ότι όταν μιλάμε για ρεύμα σε ένα κύκλωμα, δεν έχουμε φορτία που εκτελούν μια ευθύγραμμη κίνηση, κάτι σαν τη ροή του ποταμού. Υπάρχει μια άτακτη αέναη κίνηση και υπάρχει πάντα, είτε έχουμε ρεύμα, είτε όχι. Έτσι αν δεν έχουμε ρεύμα, από μια διατομή του σύρματος σε κάθε δευτερόλεπτο, περνάνε μερικά τρισεκατομμύρια (τουλάχιστον…) ηλεκτρόνια προς τα δεξιά και άλλα τόσα προς τα αριστερά, αλλά στο ερώτημα πόσο φορτίο πέρασε από μια διατομή, η απάντηση είναι μηδέν. Έτσι στο παραπάνω ερώτημα, αν πέρασε φορτίο 5C προς τα δεξιά και φορτίο 5C προς τα αριστερά,  στο ερώτημα πόσο φορτίο πέρασε από μια διατομή, η απάντηση θα είναι, ότι το φορτίο είναι μηδέν.

Το θέμα το συναντάμε και στο εναλλασσόμενο ρεύμα.

 

Πόσο είναι το φορτίο που περνά από μια διατομή του αγωγού σε χρόνο μιας περιόδου; Το φορτίο υπολογίζεται από το εμβαδόν, ως ολοκλήρωμα και μας δίνει μηδενικό αποτέλεσμα.

2) Για να χρησιμοποιήσω το παράδειγμά σου με τους μαθητές και την πόρτα. Την ώρα του μαθήματος στέλνεις 2 μαθητές να πάνε στο γραφείο να φέρουν… κιμωλίες. Αυτοί βγαίνουν από την πόρτα, πάνε στο γραφείο και επιστρέφουν Στο ερώτημα πόσοι μαθητές πήγαν για κιμωλία, η απάντηση είναι δύο! Αυτοί μετακινήθηκαν, άσχετα αν βγήκαν ή μπήκαν ή ξαναβγήκαν… Έτσι αν φορτίο 5C κινήθηκε προς τα δεξιά και στη συνέχεια ίσο φορτίο κινήθηκε προς τα αριστερά, στο ερώτημα πόσο φορτίο μετακινήθηκε στο κύκλωμα, η απάντηση θα είναι 5C.

Δεν βλέπω κάποιο επιχείρημα, το οποίο να με κάνει να αλλάξω γνώμη…

 

Παντελεήμων Παπαδάκης
Αρχισυντάκτης

Σωστά Γιώργο ,καθ'όσον επέστρεψε στην αρχή άρα δεν μετατοπίστηκε. Τόσο φιλικός ο όρος μετατόπιση!

Και τώρα συγχωράτε με για την επιμονή μου (ουδόλως εγωιστική), ρωτώ αν η έκφραση  "πόσο φορτίο αναπτύχθηκε πέραν μιας διατομής" είναι λανθασμένη ως προς αυτό που εννοώ πως ζητώ.

Σ'ευχαριστώ