by 
Στο σχήμα βλέπετε ένα ακίνητο αγώγιμο τετράγωνο πλαίσιο ΑΓΔΖ, με πλευρά l=1m και αντίσταση R=0,1Ω, το οποίο βρίσκεται κάθετα στις δυναμικές γραμμές ενός ομογενούς μαγνητικού πεδίου, το οποίο εκτείνεται στο εσωτερικό του, αλλά και στο χώρο στο εξωτερικό του. Κάποια στιγμή t=0, το μαγνητικό πεδίο αρχίζει να μεταβάλλεται και με δεδομένο ότι η κάθετη στην επιφάνεια του πλαισίου, έχει φορά προς τα μέσα, σχεδιάζουμε την γραφική παράσταση της ροής που διέρχεται από το πλαίσιο, σε συνάρτηση με το χρόνο.
- Να υπολογιστεί η ένταση (μέτρο και κατεύθυνση) του μαγνητικού πεδίου τη χρονική στιγμή t1=0,2s.
- Να βρεθεί η ΗΕΔ που αναπτύσσεται στο πλαίσιο, τις χρονικές στιγμές t1 και t2=0,6s.
- Να βρεθεί η δύναμη Laplace (μέτρο και κατεύθυνση) που ασκείται στην πλευρά ΑΖ του πλαισίου, από το μαγνητικό πεδίο, τις παραπάνω χρονικές στιγμές.
- Να υπολογιστεί η ισχύς της δύναμης Laplace, καθώς και η ηλεκτρική ισχύς που μετατρέπεται σε θερμότητα πάνω στην πλευρά ΑΖ, τη στιγμή t1.
- Πόση θερμότητα παράγεται στο πλαίσιο στο χρονικό διάστημα 0-1,5s;
ή
Ένα πλαίσιο σε μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο
Ένα πλαίσιο σε μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο
Καλημερα Διονυση !
Πολυ καλο το θεμα πως μας παρουσιασες !
Τετοια θεματα με γραφικες παραστασεις ειτε του Φ-t ειτε του B-t εξεταζουν σε πολυ μεγαλο βαθμο το φαινομενο της επαγωγης σε ολη του την εκταση αναδεικνύοντας και τον κανονα του Lenz φυσικα .
Το οτι η ροη αλλαζει προσημο θελει προσοχη γιατι αυτο σημαινει αλλαγη στην φορα του Β αφου το πλαισιο παραμενει ακινητο , Ομως η κλιση ειναι σταθερη οποτε εχουμε σταθερη Εεπ —-> Ιεπ = σταθ. Προσοχη χρειαζεται λοιπον στην αλλαγη της φορας την χρονικη στιγμη του μηδενισμου της ροης ! Θα μπορουσες να ειχες ρωτησει πχ τοτε ποια η φορα του Βεπ
” title=”smiley” />
Να πω οτι:
(0 – 0.4) sec : Φ<0 και |Φ| μειωνεται δηλ το Β ειναι προς τον αναγνωστη και |Β| μειωνεται ΑΡΑ το Βεπ εχει φορα προς τον αναγνωστη δηλαδη το Ιεπ "τρεχει" αντιωρολογιακα .
(0.4 – 1.2) sec : Φ>0 και |Φ| αυξανεται δηλ το Β ειναι προς την σελιδα και |Β| αυξανεται ΑΡΑ το Βεπ εχει φορα προς τον αναγνωστη δηλαδη το Ιεπ "τρεχει" αντιωρολογιακα .
Το n διευκολυνει αλλα δεν ειναι και απαραιτητο δεδομενης της γραφικης παραστασης Φ – t
Καλημέρα Κώστα, σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Είχα σκοπό να ρωτήσω, αυτό που επισημαίνεις για την φορά του ρεύματος τη στιγμή 0,6s και την φορά του Β τη στιγμή αυτή.
Όταν όμως άρχισα να γράφω τη λύση, διαπίστωσα ότι ο μαθητής που απάντησε σωστά στο 1ο ερώτημα, θα απαντήσει και αυτό και δεν χρειάζεται να επαναλάβει το μπλα… μπλα!
Το διάνυσμα της κάθετης είναι απαραίτητο, αφού δεν δίνεται η φορά του Β, αντίθετα ζητείται.
Χωρίς την κάθετη, τι ακριβώς θα σήμαινε αρνητική ροή και ποια θα ήταν η απάντηση στο 1ο ερώτημα;
Διονυση απο την στιγμη που η ροη αλλαζει προσημο προφανως αλλαζει προσημο το Β μιας και το οποιο n και αν ορισει καποιος αυτο δεν αλλαζει .
Απλα θα αλλαζαν οι φορες των Β αν ειχε κανει αντιθετη θεωρηση ! Ομως το ποιοτικο κομματι του αποτελεσματος δεν θα αλλαζε . Θα ειχε κανει παλι μια πληρη αναλυση του φαινομενου !
Όχι Κώστα.
Θα ήταν, κανονικά, υποχρεωμένος να πάρει δύο ενδεχόμενα…
πολύ καλή Διονύση
(η εκφώνηση όπου μιλάς για φορά της καθέτου, αλλά και το διάγραμμα, μου κάνουν "κεφαλοκλείδωμα" και με αναγκάζουν να αποδεχθώ το "-", που γνωρίζεις πόσο πολύ "αντιπαθώ"…)
Πολύ καλή είναι.
Περνάς κάτι που είναι ασαφές στο σχολικό βιβλίο.
Εκεί γράφεται:
Μιλάει για "κάθετη" (δηλαδή γραμμή) αλλά σχεδιάζει διάνυσμα. Μια γραμμή κάθετη ορίζεται μονοσήμαντα. Ένα διάνυσμα περιέχει κάποια αυθαιρεσία, όπως αυτή του σχήματός σου. Η αυθαιρεσία αυτή καθορίζει και το πρόσημο του ρεύματος, όπως παρουσιάζεις.
Έτσι η ανάρτησή σου καθίσταται διδακτικά ωφέλιμη αν υιοθετηθεί.
Γιατί να μην υιοθετηθεί άλλωστε, τη στιγμή που είναι και επιστημονικά ορθή και πολύ απλή;
Προβλήματα σε επόμενο σχόλιο μια και το παρόν μακραίνει πολύ.
Τα προβλήματα ξεκινούν από το ότι το σχολικό βιβλίο δεν έχει γραφτεί για Εξετάσεις.
Κάθε διδάσκων θα έβαζε θέματα σαν αυτά που είπε στην τάξη και όλα ωραία και καλά. Αν δεν επιλέξει την οδό του διανύσματος, δεν βάζει θέμα όπως το παρόν στο οποίο συνυπάρχει αρνητική ροή με θετική. Βάζει απλά ένα μαγνητικό πεδίο να αυξάνεται προς τα μέσα ή προς τα έξω και ο κανόνας του Lentz δίνει τη μία ή την άλλη φορά. Οι μαθητές του απαντούν όπως τους έχει διδάξει.
Τώρα γεννάται ένα θέμα. Διδάσκοντες δεν υιοθετούν τα του διανύσματος. Εφαρμογές και ασκήσεις του σχολικού βιβλίου δεν αναδεικνύουν την διαφορά μεταξύ 0,2 weber και -0,2 weber. Τέτοια θέματα αποκτούν είτε ασάφεια είτε διπλές λύσεις. Εντοπίζεται το πρόβλημα και τα θέματα αυτά αποφεύγονται ως "εκτός ύλης".
Φυσικά μια ανάρτηση πρέπει να έχει στόχο μια καλή και συνεπή παρουσίαση ενός θέματος και όχι μόνο το να δώσει ένα πρόβλημα το οποίο θα αποτελέσει την βάση για θέμα εξετάσεων. Έτσι καλά έκανες, άσχετα με το αν η ανάρτηση θα προκαλέσει φόβο ή ακόμα και αντιδράσεις του τύπου:
-Γιατί πας να επιβάλεις τα δικά σου;
Καλησπέρα Βαγγέλη, καλησπέρα Γιάννη.
Βαγγέλη, γνωρίζω τις αντιρρήσεις σου για τις αρνητικές τιμές των μεγεθών, αλλά γνωρίζεις και συ ότι… διαφωνούμε
Γιάννη, έχεις δίκιο ότι στο κείμενο δεν αναφέρεται το διάνυσμα της κάθετης, ενώ σχεδιάζεται διάνυσμα.
Και το ερώτημα είναι το εξής:
-Χρησιμοποιούμε σαν αιτία την παράλειψη του κειμένου, για να διδάξουμε λανθασμένα τη μαγνητική ροή; Αν το κάνουμε θα πρέπει ποτέ να μην εμφανίσουμε αρνητική μαγνητική ροή!!!
– Θεραπεύουμε το λάθος, διδάσκοντας το σωστό, όπου και στο βιβλίο "πλανάται", χωρίς να ψάχνουμε αφορμές να βγάζουμε εκτός ύλης όλο και κάποια κομμάτια ύλης…
Καλημέρα Διονύση.
Πολύ καλή για ξεκαθάρισμα προσήμων και φορών!
Εστίασα κι εγώ στο σημείο αλλαγής προσήμου της Φ και στο ότι πέραν των άλλων ζητάς φορά για την Β και την FL άρα και του ρεύματος ,οπότε βλέπω απαραίτητο το ‘’μπούσουλα’’ του διαν/τος n για μία συγκεκριμένη λύση, αλλιώς χωρίς τo διαν. n θα είχαμε στο σχεδιασμό των διαν/των Β, I, FL δύο περιπτώσεις.
Αν ζητούσαμε π.χ. γραφικές παραστάσεις των Εεπ, iεπ δεν θα ήταν απαραίτητο το διαν. n καθ’όσον από το δοθέν διάγραμμα Φ-t βλέπουμε ότι dΦ/dt >0 άρα Εεπ<0 και iεπ<0
Καλό μεσημέρι
Είναι σαφές. Θεραπεύουμε το λάθος.
Ας το δούμε και διαφορετικά. Δεν μπορείς να λες σαχλαμάρες τον Οκτώβριο και σωστά το Νοέμβριο, ήτοι:
Ας δούμε τον τύπο της ροής στην πρώτη σειρά. Είναι εμφανές ότι κάποια στιγμή θα πάρει αρνητική τιμή, όπως κάθε συνημίτονο που σέβεται τον εαυτό του. Είναι εμφανές ότι η γωνία δεν περιορίζεται από 0 ως 90 μοίρες.
-Πότε κύριε η γωνία είναι 120 μοίρες;
Δεν θα κάνεις σχήμα σε τέτοια ερώτηση;
Δεν θα δείξεις προσομοίωση του Ηλία Σιτσανλή τότε;
Η συνέπεια που απαιτείται, μια και τα βιβλία χρησιμοποιούνται για εξετάσεις, επιβάλλει να λες όλη την αλήθεια.
Τώρα για το αν θα απαιτηθεί η γνώση της σύμβασης κατά την βαθμολόγηση είναι άλλο θέμα.
Η διδασκαλία πάντοτε ήταν άλλο θέμα.
Λες:
χωρίς να ψάχνουμε αφορμές να βγάζουμε εκτός ύλης όλο και κάποια κομμάτια ύλης…
Οι εξαιρέσεις είναι επικίνδυνες.
Θυμάσαι φυσικά συζητήσεις σχετικές με την άσκηση του σχολικού βιβλίου που έπεσε (παραλλαχθείσα) στις Εξετάσεις. Πολλοί είχαν πει ότι η άσκηση παρανομεί διότι η ολική ροή μένει (κατά τους μαθητές) σταθερή. Όμως η άσκηση έπεσε και θα ήταν ριψοκίνδυνη η εξαίρεσή της κατά την διδασκαλία.
Ειρήσθω εν παρόδω μια μητέρα με ευχαρίστησε διότι τους είχα πει ότι αν κάποιος την λύσει διαφορετικά και τον συναντήσω στο δρόμο, θα τον πατήσω με το αυτοκίνητο. Φυσικά η κόρη είχε το επίπεδο να ανακαλέσει κάτι που ειπώθηκε στην τάξη. Άλλοι…..
Ίσως "έλυσαν" το θέμα χρησιμοποιώντας δύο πηγές.
Καλησπέρα Διονύση και συνάδελφοι. Μόλις είδα το διάγραμμα, λέω ο Βαγγέλης (γειά σου Βαγγέλη) θα κλωτσήσει με την αρνητική ροή…
Διδακτικό θέμα, που αναδεικνύει ότι, ο αυστηρός ορισμός της μαγνητικής ροής σε κάποιες περιπτώσεις είναι μονόδρομος. Στη διδασκαλία πρέπει να παρουσιάζουμε στο μαθητή όλες τις εναλλακτικές και από εκεί και πέρα ας επιλέγει ο ίδιος κατά περίπτωση.
καλησπέρα σε όλους τους καλούς φίλους,
Διονύση, Γιάννη, Παντελή, Αποστόλη και όσους μας διαβάζουν,
να βοηθήσουμε προσπαθούμε όλοι, άλλως κακώς υπάρχουμε εδώ,
έχω ξαναγράψει ότι έχω συνευθύνη για το κεφάλαιο αυτό,
άλλος συνάδελφος, βέβαια, είχε τον πρώτο λόγο της συγγραφής,
όλοι είχαμε λόγο, όμως, αλλά απλά συμβουλευτικό,
αν εγώ είχα τον πρώτο λόγο, εννοείται, θα έχει σημαντικές ποιοτικές διαφορές,
που θα ήταν και “δεδικασμένο” ως επίσημο σχολικό βιβλίο,
το οποίο, να μην το ξεχνάμε, γράφτηκε πριν 21 χρόνια και για Γενική Παιδεία
(πάντως “ιδέτε χωρικοί” λέω εγώ, δεν επέλεξαν τις Ταλαντώσεις!
και πάνε οι μαθητές στη Γ Κατεύθυνσης σαν να τις ξέρουν από τη Β!
o tempora, o mores! ώ καιροί, ώ ήθη)
γνωστή η αντίρρησή μου για το “-” σε όλη την περιοχή του Ηλεκτρομαγνητισμού
είμαι, όμως, διαλλακτικός όταν αλλάζει η ποιότητα του φαινομένου, π.χ. η φορά της έντασης του μαγνητικού πεδίου, της δύναμης Lorenz που κακώς δεν διδάσκεται, της δύναμης Laplace που καλώς διδάσκεται, της μεταβολής της μαγνητικής ροής, κ.α., παρόλο που υπάρχουν και άλλοι τρόποι περιγραφής ή παράστασής τους, π.χ. η μία ποιότητα με συνεχή γραμμή και η άλλη με εστιγμένη, η μία απλή και η άλλη bold, η μία κόκκινη και η άλλη πράσινη, η μία…, αρκεί να το ξεκαθαρίσει ο μελετητής, αποδέχομαι, όμως τα “+” και ”-” προς αποφυγήν σύγχυσης, αλλά να υπάρχει σκέτο και μοναδικό “-” σε μια μελέτη, χωρίς κάποιο άλλο ομοειδές μέγεθος να έχει προλάβει να “καπαρώσει” το “+”, ε, ναι με “χαλάει”, γιατί να “τραβάμε ζόρι” χωρίς αντίπαλο;
(βέβαια και επισημαίνω ότι “ου γαρ το γήρας έρχεται μόνον” και ότι “επεί, δε, ησθένει Δαρείος και ησθάνετο τελευτήν του βίου, εβούλετο τώ παίδε αμφοτέρω παρείναι” καιότι…, ε, ναι, μια άποψη καταθέτω…)
Καλησπέρα.
Το ζήτημα με το διάνυσμα που αντιπροσωπεύει μια στοιχειώδη ή και μεγαλύτερη επιφάνεια αν είναι επίπεδη, φαίνεται απλή και λογική να υπήρχε κάπου σαν γνώση των μαθητών, για πολλές χρήσεις.
Αν έρθουμε στην ελληνική –ζέουσα- πραγματικότητα πρέπει να θυμηθούμε τα εξής, τουλάχιστον.
Σε ποιο βιβλίο συναντά σήμερα ο μαθητής της Γ λυκείου και υποψήφιός τον ορισμό της ροής; Σε βιβλίο που γράφτηκε για την γενική παιδεία της β λυκείου. Μπορούσε εκεί και με τις γνώσεις μαθηματικών των παιδιών, να ξέρει το διάνυσμα που αντιστοιχεί στην επιφάνεια. Δεν ξέρω αλλά σίγουρα δεν χρειαζόταν, τόσο. Εξάλλου όπως έδειξε και η εικόνα του Γιάννη, βάζουμε διάνυσμα και λέμε ευθεία.
Όταν λοιπόν διδάσκουμε με βάση βιβλία γραμμένα, υποτίθεται στοχευμένα για άλλες ομάδες άλλους τι να περιμένεις;
Ένα ακόμη πετραδάκι στο μπάχαλο τι και πως θέλω να διδάξω.
Πάντως για να ευθυμήσουμε λίγο και εδώ <<του Έλληνος ο τράχηλος ζυγόν δεν υπομένει>>.
Η λύση που βρήκαν οι συνάδελφοι είναι:
Για οριζόντια ας πούμε επιφάνεια λένε: η ροή θεωρείται θετική αν το Β είναι προς τα πάνω.
Για κατακόρυφη επιφάνεια λένε: η ροή θεωρείται θετική αν το Β είναι προς τα δεξιά.
Ορίζοντας έμμεσα το διάνυσμα της επιφάνειας.