by 
Μελετώντας το σχολικο βιβλιο μου δημιουργήθηκε ενας προβληματισμος σχετικα με τον χειρισμο της ροης και του ρυθμου μεταβολης της σε ενα πλαισιο .
Αρχικα το βιβλιο γράφει τον νομο του Faraday κατα τα γνωστα Ν σπειρες και ΔΦ ειναι η μεταβολη της ροης σε καθε σπειρα τελικα εχουμε τον γνωστο τυπο : Εεπ = Ν |ΔΦ|/Δτ .
Εδω η ροη Φ=Β*Α οπου Α το εμβαδον της σπειρας .
Θα μπορουσε καποιος να πει οτι σε καθε σπειρα λογω του ΔΦ/Δτ εχουμε μια ΗΕΔ(σπ) εχουμε Ν σπειρες οποτε εχουμε τον γνωστο τυπο .
Οπως θα δειτε με αυτη τη λογικη λυνει το παραδειγμα 5.1 .
Παρακατω ομως στα Εναλλασσόμενα Ρευματα οταν το πλαισιο αποτελειται απο Ν σπειρες μιλαει για μαγνητικη ροη πλαισιου Φ=Ν*Β*Α*συν(ωτ) και μετα λεει Εεπ = – dΦ/dt . Προφανως τελικα οδηγουμαστε στο αρχικο τυπο που εχω αναφερει .
Αναρωτιεμαι ομως το εξης : ειναι σωστο να μιλαμε για μαγνητικη ροη πλαισιου ; Επιφανεια του πλαισιου ειναι η Α ή επειδη εχω Ν σπειρες η επιφανεια του πλαισιου ειναι Ν*Α ;;;
Φυσικα εφοσον υπαρχει η εκφραση αυτη στο σχολικο βιβλιο θα μπορουσε σιγουρα να φτιαξει καποιος και μια ερωτηση τυπου Σ-Λ σχετικη με αυτο το θεμα .
Καλησπέρα σε όλους. Χωρίς να διαφωνώ επί της ουσίας από τις απόψεις που κατατέθηκαν (εκτός από το ότι δεν ορίζεται αυστηρά η μαγνητική ροή), θα ήθελα να προσθέσω τα εξής όσον αφορά τον τύπο της επαγωγικής ΗΕΔ του σχολικού βιβλίου:
Στάθη, όχι!
αν υπάρχει ορισμός του μεγέθους "μαγνητική ροή που διέρχεται από πλαίσιο" να τον γράψεις
άλλως για "πατέντες" και "κόλπα" μιλάμε…
Καλό μεσημέρι Βαγγέλη.
Έγραψα τον ορισμό για ένα στοιχείο επιφάνειας και την γενίκευση για μια πεπερασμένη επιφάνεια παραπάνω, στο σχόλιό μου. Χωρίς κόλπα.
Σέβομαι τις απόψεις σου, αλλά διαφωνώ με την συγκεκριμένη.
ομοίως, Στάθη, επί του σεβασμού απόψεων, αλλοίμονο…
αλλά ορισμός ροής από πλαίσιο υπάρχει;
Παιδιά δεν είναι τόσο απλό το θέμα.
Ας συμφωνήσουμε χάριν της εξέλιξης της συζήτησης ότι:
"Ένα βιβλίο πρέπει να παρουσιάζει συνέπεια μεταξύ των κεφαλαίων του".
Αν συμφωνούμε να προχωρήσω γράφων ότι στα βιβλία που εγώ διαθέτω, στα περί μετασχηματιστών, αναγράφεται ότι στην ιδανική περίπτωση οι ροές στο πρωτεύον και στο δευτερεύον είναι ίσες. Έτσι Ε1=-Ν1.dΦ/dt και Ε2=-Ν2.dΦ/dt. Εκ των ανωτέρω σχέσεων συνάγεται ότι Ε1/Ε2=Ν1/Ν2.
Έμαθα τα παραπάνω, δίδαξα τα παραπάνω (όταν τα παιδιά διδάσκονταν τα σχετικά στην Β΄ Γενικής Παιδείας) και καλούμαι τώρα στα γεράματα να αλλάξω σκοπό. Να πω κάτι σαν:
Ο λόγος των ροών πρωτεύοντος-δευτερεύοντος είναι στην ιδανική περίπτωση Ν1.Β.S/N2.B.S=N1/N2.
Επειδή Ε1=-dΦ1/dt και Ε2=-dΦ2/dt συνάγεται ότι Ε1/Ε2=Ν1/Ν2.
Βαγγέλη δεν σε καταλαβαίνω. Υπάρχει ορισμός για την μαγνητική ροή που διέρχεται από επιφάνεια. Το γνωστό επικαμπύλιο ολοκλήρωμα. Έτσι υπάρχει ροή διερχόμενη από ένα νόμισμα, από ένα πακέτο τσιγάρων, από ένα πλαίσιο και τελικά από οτιδήποτε.
Όταν λέμε "ροή διερχόμενη από πλαίσιο εννοούμε διερχόμενη από την επιφάνειά του". περίφραση είναι. Μιλάμε περιφραστικά ώστε να γράφουμε συντομότερα και επομένως πιο κατανοητά κείμενα.
Θα επιμείνω στο προηγούμενο σχόλιό μου.
Μπορεί ένας να μου βρει ένα βιβλίο που έχει επιλέξει, στην παράγραφο των μετασχηματιστών, την δεύτερη προσέγγιση αντί της πρώτης;
Ας υποθέσω πως βρίσκεται ένας συνάδελφος που μας παραπέμπει σε τέτοιο βιβλίο. Αυτό καθιστά άκυρα όλα τα πανεπιστημιακά βιβλία που ακολούθησαν την προηγούμενη προσέγγιση;
Γιάννη δεν τίθεται θέμα αλλαγής του τρόπου διδασκαλίας, ούτε των παλαιοτέρων, ούτε των νεωτέρων συναδέλφων. Το συγκεκριμένο σημείο έτσι όπως παρουσιάζεται στο βιβλίο, όντως μπορεί να μπερδέψει κάποιον (ειδικά μαθητή) και καλώς το ανέδειξε ο Κώστας. Όλα τα υπόλοιπα σχόλια περιορίζονται στον ¨στενό" κύκλο του ιστοτόπου αυτού, δεν απευθύνονται προφανώς σε μαθητές.
Βαγγέλη κάθε κλειστή γραμμή ορίζει ένα σύνολο επιφανειών στον χώρο, των οποίων αποτελεί φυσικό σύνορο. Κάθε κλειστή επίπεδη γραμμή (όπως η σπείρα ενός πλαισίου) ορίζει και μία επίπεδη επιφάνεια. Κάθε επίπεδη επιφάνεια περιγράφεται μαθηματικά από ένα κάθετο σε αυτήν διάνυσμα με μέτρο ίσο με το εμβαδόν της και φορά αυθαίρετη (όπως το δεξιά αριστερά). Η στοιχειώδης ροή ορίζεται τότε ως το εσωτερικό γινόμενο του διανύσματος αυτού με το διάνυσμα της μαγνητικής επαγωγής σε κάθε σημείο της. Η συνολική ροή η ροή διαμέσου της επιφάνειας ορίζεται ως το κλειστό επιφανειακό ολοκλήρωμα των παραπάνω στοιχείων.
Δεν ανιχνεύω κάποια μαθηματική ασυνέπεια στα παραπάνω.
Φυσικά δεν τίθεται θέμα αλλαγής ούτε τρόπου διδασκαλίας, ούτε των καθιερωμένων πανεπιστημιακών βιβλίων. Το έγραψα έτσι "δραματικά" ώστε να γίνει κατανοητό πως υπάρχουν και εδώ (όπως και σε πολλά άλλα θέματα) διαφορετικές προσεγγίσεις.
Προτιμάς τη μια ή την άλλη αλλά αποδέχεσαι όλες. Φυσικά το "αποδέχεσαι" αναφέρεται σε επιλύσεις προβλημάτων. Αν μιλάμε για συγγραφή βιβλίου είναι ευθύνη του συγγραφέα να παρουσιάζουν συνέπεια τα κεφάλαιά του.
Δεν μπορεί ένας να γράφει στην παραγωγή εναλλασσομένου ότι η ροή είναι Ν.Β.S και στους μετασχηματιστές ότι είναι Β.S. Ακόμα και αν διαφοροποιήσει τις δύο ροές, προκαλεί "προβλήματα" στον αναγνώστη του.
Χωρίς να είμαι εξειδικευμενος στο θέμα συμφωνώ με το Γιάννη (και πολλούς άλλους) όσο για τη ροή σε πλαίσιο μια ιδέα για να δούμε αν ορίζεται , τι ορίζεται, πως ορίζεται είναι ασκήσεις εύρεσης της αυτεπαγωγής που από όσο θυμάμαι πχ σε ένα πηνίο υπολογίζουμε το Φολ/I
Λεωνίδα βλέπουμε τον συντελεστή αυτεπαγωγής να υπολογίζεται άλλοτε ως Φολ/Ι και άλλοτε ως Ν.Φ/Ι.
Η Βικιπαίδεια σε σχήμα υπονοεί ότι η συνολική επιφάνεια είναι πολλαπλάσιο αυτής της σπείρας:
Γράφει: Area defined by an electric coil with three turns.
Σε παρουσίαση του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας:
γράφεται: φ η μαγνητική ροή στο μαγνητικό κύκλωμα (πυρήνα).
Αυτή έχει ένα πλεονέκτημα. Όταν ένα δαχτυλίδι περιβάλλει ένα πηνίο επικαλούμαστε ότι διαρρέονται από ίδια ροή.
Αυτό είναι διαισθητικά κατανοητό μια και οι ίδιες δυναμικές γραμμές "τρυπάνε" και τα δύο.
Διαφορετικά θα έπρεπε να σκεφτούμε ότι η ίδια δυναμική γραμμή τρυπάει την μοναδική σπείρα του δαχτυλιδιού και ταυτόχρονα τις 100 σπείρες του πηνίου. Ο λόγος των ροών είναι 1:100. Φυσικά δεν υπάρχει πρόβλημα ιδιαίτερο να ακολουθήσουμε τέτοια λογική.
Η όποια επιλογή μας εδράζεται σε προτίμηση ή σε διδακτικούς λόγους. Πάντως δεν βλέπω ούτε κάποια άποψη να είναι λανθασμένη, ούτε φυσικά κάποια να κατέχει τη μοναδική αλήθεια.
Παρατηρείται συχνά το φαινόμενο να έρχεται κάποιος και να μας λέει ότι τόσα χρόνια λέγαμε στραβά κάτι και ήρθε η ώρα να το αλλάξουμε. Δεν έχουν βάση τέτοιες ενστάσεις τις περισσότερες φορές.
Συμφωνώντας με τον Διονύση Μητρόπουλο και πολλούς άλλους ότι το σωστό είναι Φ = ΝΒΑ παραθέτω κάποια επιπλέον επιχειρήματα.
Με την ευκαιρία έχω και κάποιες πρακτικές εφαρμογές του νόμου της επαγωγής, εδώ
Παρόλα αυτά και με τα δεδομένα που παρατήρησε ο Κώστας στα σχολικά συμφωνώ με την τελική διατύπωση του Γιάννη.
«Ας μην τεθεί τέτοια ερώτηση. Αν (από γκάφα) τεθεί να ληφθούν ως ορθές και οι δύο απαντήσεις, διότι τις καλύπτει το σχολικό βιβλίο και μάλιστα το ίδιο τεύχος.»
Άρη μια χαρά είναι η Φ=Ν.Β.S . Μια χαρά είναι και η Φ=Β.S.
Φ είναι αυτή που θέλεις εσύ. Στις παρουσιάσεις του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας μιλάνε για ροή στον πυρήνα.
Οι Χαλιντέυ και Ρέσνικ μιλάνε για ροή κάθε σπείρας. Δεν συμφωνώ με θέσεις του τύπου "το σωστό είναι".
Σωστό είναι οτιδήποτε δεν είναι λάθος. Οτιδήποτε χρησιμοποιείται σε έγκυρα συγγράμματα.
Το θέμα είναι να υπάρχει συνέπεια μεταξύ τμημάτων ενός βιβλίου. Δηλαδή δεν είναι βολικό να γράφεται ότι η ροή είναι Ν.Β.S και έπειτα στην παράγραφο των μετασχηματιστών να γράφεται ότι ίδια ροή διαρρέει πρωτεύον και δευτερεύον. Ακόμα και αν εξηγηθεί περί ποίας ροής μιλάμε προκαλεί σύγχυση στον αναγνώστη.
Καλησπέρα σε όλους,
Διαβάζοντας το άρθρο και τα σχόλια καταλαβαίνω πως η διατύπωση «μαγνητική ροή που περνά από το πλαίσιο» είναι ατυχής, προβληματική και πρέπει να αποφεύγεται.
Ίσως αν χρησιμοποιούσαμε διαφορετικές διατυπώσεις όπως:
«Μαγνητική ροή που περνά από την συνολική επιφάνεια που ορίζουν οι σπείρες του πλαισίου» ή «Μαγνητική ροή που περνά από την επιφάνεια που ορίζουν οι περιελίξεις (σπείρες;) του σύρματος του πλαισίου» δηλαδή Φ=Ν Β S (θεωρόντας πως όλες έχουν τον ίδιο προσανατολισμό)
και «μαγνητική ροή που περνά από μια διατομή του πλασίου» ή «μαγνητική ροή που περνά από μια σπείρα του πλαισίου» δηλαδή Φ=ΒS (αυτό που κάνει στο πρώτο ερώτημα του διαγωνίσματος του study4exams).
Απλά προσπαθώ να βρώ ένα τρόπο για να το παρουσιάζω στους μαθητές ώστε να υπάρχει μία σαφής διατύπωση και να αποφεύγονται οι παρανοήσεις.
Πάντως σε γνωστό βοήθημα λέει τα εξής:
«Η μαγνητική ροή που περνάς από το πλαίσιο είναι πάλι Φ=ΒΑ διότι το πλήθος των δυναμικών γραμμών που περνούν από το πλαίσιο είναι ίσο με αυτό που περνά από κάθε σπείρα του.»
Ελπίζω να μην δούμε τέτοιες διατυπώσεις σε κάποιο θέμα Α στις εξετάσεις…