by 
Στο παραπάνω σχήμα το επίπεδο του κυκλικού βρόχου είναι κάθετο (πιο σωστά παράλληλο) στις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Ο βρόχος αποτελεί μια θηλιά την οποία στραγγαλίζουμε απότομα ώστε να μειωθεί το εμβαδόν της ενώ το σχήμα της παραμένει κυκλικό. Η ένταση του μαγνητικού πεδίου εντός της θηλιάς θα:
α) παραμείνει σταθερή
β) μειώνεται συνεχώς
γ) αυξάνεται συνεχώς
Το έργο που προσφέρουμε θα είναι:
α) θετικό
β) αρνητικό
γ) μηδενικό
Που πάει η ενέργεια που προσφέρουμε;
δυναμεις , δραση-αντίδραση κτλ…. κάθε προσφορά δεκτη!
Ασκηση νομίζω είναι δύσκολο να φτιαχτεί από τη στιγμή που δεν κάνουν αυτεπαγωγή και δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν κύκλωμα με μηδενική αντίσταση. Θα ήθελα τις γνώμες σας.
απαντήσεις: γ, α
για λεπτομέρειες και επεξήγηση του φαινομένου εδω:
https://en.wikipedia.org/wiki/Explosively_pumped_flux_compression_generator
και εδω:
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjQ1-P-hK7lAhXDaVAKHT6lCI0QFjABegQIARAC&url=https%3A%2F%2Fpdfs.semanticscholar.org%2Ff20b%2F94c86b9620166bdb82556b5be93261c80c64.pdf&usg=AOvVaw11vPca_Vs8ueMSI502umr2
Καλησπέρα Λεωνίδα.
Αφού αρχικά λες κάθετο, γιατί το αλλάζεις σε παράλληλο επίπεδο;
Αν οι κινούμενοι ράβδοι θα έπρεπε να είναι ο βασικός μοχλός διδασκαλίας της επαγωγής (και όχι στα όρια να τις βάλουμε ή όχι στην ύλη, να τις εξαιρέσουμε…), είναι επειδή είναι ένα άριστο μοντέλο, που μας επιτρέπει να «βλέπουμε» τι συμβαίνει. Ας μετασχηματίσουμε λοιπόν τον κυκλικό αγωγό με το «γνωστό» μας σχήμα
Αν ασκήσουμε τη δύναμη F προκειμένου να μειώσουμε το εμβαδόν του ορθογωνίου, τι γίνεται;
1) Η κίνηση της ράβδου για να συμβεί επιβάλλεται να ασκήσουμε δύναμη F, οπότε το έργο της μετράει την ενέργεια που δίνουμε στον αγωγό.
2) εμφανίζεται επαγωγικό ρεύμα, όπως στο σχήμα και δημιουργεί μαγνητικό πεδίο ίδιας φοράς Βεπ.
3) Στο εσωτερικό του πλαισίου η ένταση μεγαλώνει, αφού Βολ=Β+Βεπ.
4) Ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο σημαίνει μεγαλύτερη πυκνότητα ενέργειας μαγνητικού πεδίου, αφού η πυκνότητα αυτή δίνεται από την εξίσωση dU/dV=Β/2μο.
5) Πού πάει η ενέργεια; Ένα μέρος σε θερμότητα (αυτή υπολογίζουμε εμείς στις ασκήσεις που κάνουμε συν κινητική του αγωγού) και το υπόλοιπο αυξάνει την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου.
Να προσθέσω και ένα ακόμη:
6) Το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο συνοδεύεται και από την εμφάνιση ενός χρονικά μεταβαλλόμενου ηλεκτρικού πεδίου που και αυτό …παίρνει ενέργεια!
διονύση παράλληλο γιατι η επιφάνεια είναι ψευδοάνυσμα c⃗ =a⃗ ×b⃗
και κάθετο όπως γράφεται στο βιβλίο για να συνενοουμαστε με τους μαθητές μας.
1-5 συμφωνώ. βεβαια αν διαβάσεις τις πηγές που παράθεσα για απότομες μεταβολές η αντίσταση μπορεί να θεωρηθεί αμελητέα απότε όλη η ενέργεια πάει στο μαγνητικό πεδίο!
Στο παράδειγμα που παράθεσες το επαγωγικό ρευμα είναι σταθερό. Σε αυτές τις "δομές" το επαγωγικό ρευμα αυξάνεται συνεχώς (όπως επίσης και η αυτεπαγωγή του βρόχου μεταβάλλεται-μειώνεται για την ακρίβεια).
Εγω τουλάχιστον εντυπωσιάστικα με το γεγονός οτι φτιάχνουν πεδία με εντάσεις της ταξεως το KT εστω και για ms και ήθελα να το μοιραστώ !
και στο 6 συμφωνούμε.
Στο 3. εφόσον ο αγωγός "θερίζει" Βολ η μεταβολή της ροής είναι BΔS ή ΒολΔS?
Δεξια του αγωγού τι γίνεται? το πεδίο "ασθενεί"
Καλησπέρα και πάλι Λεωνίδα.
Ότι το θέμα είναι εντυπωσιακό, δεν το συζητώ!!!
Το εμβαδόν της επιφάνειας είναι διάνυσμα, αλλά όταν αναφερόμαστε σε αυτό το διάνυσμα, μάλλον πρέπει να το λέμε. Αφού η φράση "το Β είναι κάθετο στην επιφάνεια" έχει ένα ορισμένο περιεχόμενο…
Στο παράδειγμα που έδωσα δεν μίλησα για σταθερό ρεύμα. Μπορώ να ασκήσω μεταβλητή δύναμη και έτσι να αυξάνω την ένταση με τον χρόνο. Όμως στο κυκλικό αγωγό υπάρχει και μια ακόμη λεπτομέρεια. Ακόμη και αν μικραίνουμε την ακτίνα με σταθερό ρυθμό, η επιφάνεια μειώνεται πολύ πιο γρήγορα, αφού το εμβαδόν είναι ανάλογο του τετραγώνου της ακτίνας.Συνεπώς έχουμε πολύ πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα.
Σε αυτές τις συνθήκες, νομίζω ότι το σωστό για τη ροή είναι το ΒολΔS (εμείς στις ασκήσεις θεωρούμε αμελητέο το Βεπ και είναι πράγματι αμελητέο, αν σκεφτούμε τι τιμές δίνουμε στο μαγνητικό πεδίο και ποια ένταση μπορεί να δημιουργήσει ένα αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα 2Α ή 5Α και έχει και περιορισμένο μήκος…).
Όσον αφορά έξω από τον κύκλο, ναι έχουμε αραίωση γραμμών. Νομίζω ότι στο σύνδεσμο που έδωσες έχουν ένα καλό σχήμα:
"Στο παράδειγμα που έδωσα δεν μίλησα για σταθερό ρεύμα. Μπορώ να ασκήσω μεταβλητή δύναμη και έτσι να αυξάνω την ένταση με τον χρόνο. Όμως στο κυκλικό αγωγό υπάρχει και μια ακόμη λεπτομέρεια. Ακόμη και αν μικραίνουμε την ακτίνα με σταθερό ρυθμό, η επιφάνεια μειώνεται πολύ πιο γρήγορα, αφού το εμβαδόν είναι ανάλογο του τετραγώνου της ακτίνας.Συνεπώς έχουμε πολύ πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα."
σωστά: dE/dt=2πrdr/dt
ακόμα όμως και εάν ο αγωγός οδευει με σταθερή ταχύτητα εάν R=0 το ρευμα αυξάνεται λόγω αυτεπαγωγής του βρόχου!!!
"Σε αυτές τις συνθήκες, νομίζω ότι το σωστό για τη ροή είναι το ΒολΔS (εμείς στις ασκήσεις θεωρούμε αμελητέο το Βεπ…."
Σε ευχαριστώ. Είναι η πρώτη φορά που το βλέπω να επισημαίνεται ενώ αποτελεί ένα μεγάλο μέρος του ασκησεολογίου μας.
ΩΡΑΙΟ ΠΑΡΑΘΥΡΟ ΑΝΟΙΞΕΣ ΛΕΩΝΙΔΑ! ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ.
Καλημέρα Λεωνίδα. Πολύ ενδιαφέρον θέμα, για το οποίο προσωπικά δεν ήξερα τίποτα. Κοίταξα το άρθρο στην wikipedia, το δεύτερο από το Los Alamos θα είναι σαφώς καλύτερο, αλλά θέλει χρόνο.
Το ενδιαφέρον, όπως τόνισε και ο Διονύσης (καλημέρα Διονύση), είναι ότι στο συγκεκριμένο φαινόμενο φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο το επαγόμενο μαγνητικό πεδίο, το οποίο δεν μπορεί να αγνοηθεί.
Σε ευχαριστούμε που ανέδειξες το φαινόμενο.
Εντυπωσιακό!
Με την χτεσινή συζήτηση τώρα μόνο κατάφερα να το δω.
Δεν φανταζόμουν ποτέ, ούτε την εφαρμογή,ούτε τις μεγάλες τιμές του Β.
Ευχαριστώ για τα σχόλιά σας.
Καλησπέρα Λεωνίδα. Εντυπωσιακή εφαρμογή του φαινομένου επαγωγής. Μου άρεσε πολύ και η εξήγηση του Διονύση, με βάση το μοντέλο του ευθύγραμμου αγωγού. Και αφού το ψάχνεις απ΄ότι φαίνεται, το έχεις δει αυτό;
Ναι Ανδρέα το ξέρω και μάλιστα χρησιμοποιειται σε ταχυθερμοσιφωνες ασφαλέστερους (και ακριβότερους) από τους κλασικούς με την αντίσταση που έρχεται σε επαφή με το νερό.
Επίσης στην ίδια κατηγορία φαινομένου με την αρχικη δημοσίευση είναι η εξίσου εντυπωσιακή συρρίκνωση νομισμάτων κτλ. Εκεί μάλιστα το πηνίο εξαχνωνεται-υγροποιειται και τα θραύσματα εκτοξεύονται με τεράστιες ταχύτητες. Ο βασιλιάς των πειραμάτων όσον αφορά την δράση αντίδραση!
http://www.capturedlightning.com/frames/shrinker.html
Και
https://m.youtube.com/watch?v=OQj9ueVFx5Q
Και
https://m.youtube.com/watch?v=d2TDXKfBaMQ
Το τελευταίο μάλιστα εκτός από τα δύο θελκτικα χαρακτηριστικά ρεύμα και εκρήξεις συνδιάζει το καλύτερο: το κορίτσι. Χοχοχο
Καλησπέρα Λεωνίδα. Σήμερα είδα το βίντεο συρρίκνωσης και δε μπόρεσα να μη θυμηθώ μια παλιά κωμωδία Honey, I Shrunk the Kids.
Είναι πολύ εντυπωσιακό και θα το δείξω στην τάξη. Αν κατάλαβα σωστά:
Δημιουργούμε ένα πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο ρευματοδοτώντας ένα χοντρό χάλκινο πηνίο, με ρεύμα από πυκνωτή 8ΚV, οπότε φτάνει η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του τα 18Τ! Αυξάνεται ακαριαία η μαγνητική ροή από το νόμισμα που έχουμε βάλει στο κέντρο του πηνίου, κάθετα στον άξονά του, δημιουργείται τεράστιο επαγωγικό ρεύμα 138kΑ στην περιφέρειά του, δέχεται δυνάμεις Lorentz ακτινικές και συρρικνώνεται! Η αντίδραση αυτής ασκείται στο πηνίο, που καταστρέφεται από τόσο μεγάλη δύναμη. Εντυπωσιακό είναι και το ότι ο διακόπτης που κλείνει δεν κάνει επαφή αλλά σπινθήρα με ρεύμα 50kA, γιατί αν γινόταν επαφή θα έλιωνε!
Μακάρι οι μαθητές μας να είναι τόσο ενθουσιασμένοι όπως η παρουσιάστρια του video, όταν κάνουμε Φυσική…
Νάσαι καλά.