Ηλεκτρομαγνητισμός 2

Μια παρουσίαση για τον Ηλεκτρομαγνητισμό της Γ΄ Λυκείου
Πρόκειται για το δεύτερο μέρος (§4.6 Επαγωγή) του κεφαλαίου. Μπορεί να λειτουργήσει υποστηρικτικά, κατά την παράδοση του μαθήματος στην τάξη και ως βοηθητικό μέσο για το διάβασμα των μαθητών στο σπίτι.
Περιέχει ορισμένα σημεία που είναι εκτός ύλης (σημειώνονται με “ΕΥ”), τα οποία ο διδάσκοντας (και ο μαθητής) μπορεί να παραλείψει, αν θέλει.
Επίσης με “ΕΥ” έχουν σημειωθεί τα σημεία που εξηγούνται μέσω της δύναμης Lorentz.
Πρέπει να την αφήσετε να φορτώσει λίγο και στη συνέχεια να κάνετε full screen. Η πλοήγηση γίνεται με τα βελάκια (εμπρός-πίσω).
Μπορείτε να την δείτε online εδώ ή να την κατεβάσετε εδώ ώστε να “παίζει” χωρίς ανάγκη σύνδεσης.
Τα σχήματα που έφτιαξα για αυτό το δεύτερο μέρος θα τα βρείτε εδώ. Μπορείτε να τα κατεβάσετε και να τα χρησιμοποιήσετε όπως θέλετε.
Το πρώτο μέρος θα το βρείτε εδώ. Μπορείτε επιπλέον να βρείτε εδώ μια λίστα με 10 βίντεο ηλεκτρομαγνητισμού (κυρίως επαγωγής) συνολικής διάρκειας περίπου 1 ώρας.
Θα ακολουθήσει το τρίτο και τελευταίο μέρος της παρουσίασης (Εναλλασσόμενο ρεύμα) μαζί με τα αντίστοιχα σχήματα.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
38 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Λεωνίδας Κουράκος
14/09/2020 12:38 ΜΜ

Υπέροχη δουλειά Αναστάση!!!

Να σαι καλά. Το τελευταίο κομμάτι με το στρεφόμενο αγωγό δεν είναι εκτός ύλης ή έχει αλλάξει κάτι; Εννοείται καλά έκανες και το συμπεριέλαβες

Λεωνίδας Κουράκος
14/09/2020 2:07 ΜΜ
Απάντηση σε  Αναστάσιος Νέζης

Καλά , αν σου πω ότι δεν το είδα devil. Να σαι καλά και πάλιcheeky

Διονύσης Μάργαρης
14/09/2020 4:42 ΜΜ

Καλησπέρα Τάσο. 

Συγχαρητήρια και γι' αυτήν την πολύ όμορφη συνέχεια! Σε ευχαριστούμε.

Ήθελα να δούμε μόνο ένα σημείο που υπέπεσε στην αντίληψή μου. Δίνοντας το σχήμα:

τι σημαίνει η ροή που περνά από το πλαίσιο, αν όχι η μαγνητική  ροή που περνά από την επιφάνεια όλων των σπειρών;

Και η ροή αυτή δεν είναι Φ=ΒΑ, όπου Α το εμβαδόν της μιας σπείρας. Αυτή είναι η ροή που περνά από την σπείρα.

Η συνολική  ροή είναι Φ=ΒΑΝ

Διονύσης Μάργαρης
14/09/2020 9:36 ΜΜ

Όχι δεν θα  έβγαινε Τάσο Ν^2

Η συνολική ροή είναι Φ=ΝΒΑ και με παραγώγιση παίρνουμε:

Ε=-dΦ/dt=-NA(dB/dt)

Από κει και πέρα, παίζουμε με τα σύμβολα!!! Τι σημαίνουν;

 

 

Διονύσης Μάργαρης
14/09/2020 9:41 ΜΜ

Πρόσφατα σε μια συζήτηση εδώ, είχαμε  τοποθετηθεί στο ίδιο θέμα.

Μεταφέρω μια τοποθέτησή μου:

Πώς γράφεται ο νόμος της επαγωγής;

Αν μιλάμε για μια σπείρα, ο νόμος γράφεται Ε=-dΦ1/dt.   Και αν μετά περάσουμε σε πηνίο; Προσθέτουμε τις επιμέρους ΗΕΔ (κάνουμε δηλαδή σύνδεση πηγών σε σειρά…), οπότε η ολική ΗΕΔ είναι ίση Εολ=-Ν·dΦ1/dt.

Θα μπορούσαμε όμως να “αναπτύξουμε” το πηνίο, παίρνοντας επιφάνεια εμβαδού Αολ=ΝΑ οπότε η μαγνητική ροή που περνά από όλη αυτήν την επιφάνεια θα υπολογίζεται από την εξίσωση Φολ=ΒΑολ=ΝΑΒ, αλλά αν το γράψουμε αυτό, τότε η ΗΕΔ από επαγωγή θα γράφεται Εολ=-dΦολ/dt.

Είναι κάτι το διαφορετικό; Όχι βέβαια!
Εολ=-dΦολ/dt=-d(NAB)/dt=-N·d(AB)/dt= – N·dΦ1/dt.

Παπαδόπουλος Λευτέρης

Εξαιρετική δουλειά!

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Τάσο, η λέξη  εντυπωσιακή δεν φτάνει

Θα τη δω προσεκτικά και σίγουρα θα την παρουσιάσω στην τάξη…. ελπίζοντας πως  οι μαθητές μου

δεν θα φύγουν από το Πασαλιμάνι να έρθουν τρέχοντας στη Σαλαμίνα….

Και μένα η γνώμη μου (Θέμα Α) είναι πως η ροή από το πλαίσιο είναι ΝΒΑ

Για άλλη μια φορά σε ευχαριστούμε

 

 

 

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
15/09/2020 12:17 ΜΜ

Τάσο καλημέρα.

Συγχαρητήρια και από μένα για την πολύ καλή παρουσίαση του Η/Μ που ανάρτησες. Δράττομαι της ευκαιρίας να σχολιάσω και εγώ τα σχετικά με την μαγνητική ροή και τον νόμο του Faraday, τα οποία αναφέρθηκαν παραπάνω από τον Διονύση (καλημέρα Διονύση).

Αρχικά να δηλώσω ότι όσα γράφεις στην παρουσίαση είναι σύμφωνα και στο πνεύμα του σχολικού βιβλίου, οπότε εφ’ όσον απευθυνόμαστε σε μαθητές οι οποίοι εξετάζονται σε αυτό, λιγότερο η περισσότερο όλοι μας τα ακολουθούμε.

Αλλά αν αναζητήσουμε λογική συνέπεια (θα μπορούσα να γράψω ισοδύναμα μαθηματική συνέπεια), τότε πρέπει να αναφερθεί ότι:

Όταν η μαγνητική ροή ορίζεται ως Φ=ΒSσυν(φ), χρειάζεται προσοχή στο πώς ορίζουμε την επιφάνεια εμβαδού S και τι εννοούμε με το Β. Θέλω να πω ότι ο ορισμός αυτός ισχύει, μόνον υπό τις κατάλληλες συνθήκες. Συγκεκριμένα: (α) το μεν εμβαδόν S αναφέρεται σε μία επίπεδη επιφάνεια και (β) το δε Β στον παραπάνω τύπο, αναλογεί σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο, δηλαδή ίδιο διάνυσμα σε όλα τα σημεία της επιφάνειας S (ακριβώς τα ανάλογα ισχύουν στην σχέση της παροχής Π=Αυ στα ρευστά)

Ο γενικός ορισμός όμως εκκινεί από το εσωτερικό γινόμενο της στοιχειώδους ροής dΦ=ΒdS σε ένα στοιχείο dS της επιφάνειας και εν συνεχεία την ολοκλήρωσή της σε όλη την επιφάνεια. Σε ένα πηνίο Ν σπειρών με εμβαδό σπείρας Α και σταθερό μαγνητικό πεδίο κάθετο στις σπείρες, η παραπάνω διαδικασία οδηγεί σε εμβαδόν S=NA  (αυτό έχει να κάνει με το πώς τυλίγουμε το καλώδιο γύρω από τον πυρήνα, θα μπορούσα με διαφορετικό τύλιγμα… να έχω μία άχρηστη μηδενική ροή από τις Ν σπείρες!).    

Στην συνέχεια ο νόμος του Faraday έχει την γενική μορφή Ε=-dΦ/dt, χωρίς το N (το οποίο σε ένα πηνίο προκύπτει προφανώς από την μαγνητική ροή). Για να μην αδικήσω το σχολικό βιβλίο, αυτή η έκφραση του νόμου (χωρίς το Ν αλλά δυστυχώς με τον συμβολισμό ΔΦ/Δt), αναφέρεται ακριβώς κάτω από τον ορισμό της σελίδα 158, σχέση (9).

Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
15/09/2020 11:20 ΜΜ

Τάσο καλησπέρα.

Α. "…Η μαγνητική ροή εκφράζει τον αριθμό των δυναμικών γραμμών που διέρχονται από μια επιφάνεια. Άρα στο σχήμα μου, μιας και ο αριθμός των δυναμικών γραμμών δεν αλλάζει, και η ροή θα είναι η ίδια πάνω (1) και κάτω (Ν). …"

Αν η πρόταση αυτή έχει καθολική ισχύ χωρίς περαιτέρω διευκρινήσεις , τότε μπορούμε να πούμε το ίδιο και για το παρακάτω σχήμα;


Αν τυλίξουμε ένα πηνίο με τον τρόπο του σχήματος, η ροή θα είναι Φ=ΒΑ και εφ' όσον έχουμε δύο σπείρες, η επαγόμενη ΗΕΔ θα είναι Ε=-2 dΦ/dt;

Όσον αφορά το ερώτημα που θέτεις, εμμέσως απάντησα πιο πάνω. Το σχολικό στην σελίδα 158, σχέση (9), αναφέρει ως γενική έκφραση του νόμου του Faraday την Ε=-ΔΦ/Δt, άρα για να απαντήσω θα ρωτούσα πώς φτιάχτηκαν οι σπείρες του σχήματος σου; Είναι για παράδειγμα Ν ανεξάρτητοι αγωγοί (οπότε σε κάθε έναν Φ=ΒΑ και δεν έχει νόημα το άθροισμα), μία σπειροειδή επιφάνεια (οπότε Φ=ΝΒΑ) ή όπως στο δικό μου σχήμα (οπότε Φ=0). 

Το καλύτερο βέβαια θα ήταν να μην τεθεί η συγκεκριμένη ερώτηση (δυστυχώς αυτά είναι τα βιβλία μας), γιατί μαντεύω, όπως ακριβώς το λές περί γκρίζας ζώνης, πως και οι δύο απαντήσεις θα θεωρηθούν σωστές!.