Επαγωγικά φαινόμενα σε στρεφόμενο ημικύκλιο

Ένα συρμάτινο πλαίσιο έχει σχήμα ημικυκλίου, ακτίνας r = 1m, με αντίσταση ανά μονάδα μήκους R^* = 0,5Ω/m. Με όριο τη διάμετρο ΑΓ, όπως φαίνεται στο σχήμα, υπάρχει ομογενές μαγνητικό πεδίο με την ένταση να είναι κάθετη στο επίπεδο του πλαισίου, έχοντας μέτρο Β = 1Τ. Το πλαίσιο τη χρονική στιγμή t = 0, αρχίζει να στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα μέτρου ω =10,28rad/s κατά την αντιωρολογιακή φορά, γύρω από άξονα κάθετο στο επίπεδό του, που διέρχεται από το κέντρο Ο. Θεωρούμε το εμβαδικό διάνυσμα n της επιφάνειας του πλαισίου, ομόρροπο του Β.

α) Να εξηγήσετε γιατί το πλαίσιο διαρρέεται από ρεύμα.

β) Να βρείτε σε κάθε περίοδο περιστροφής του πλαισίου τη χρονική εξέλιξη της αλγεβρικής τιμής της μαγνητικής ροής, που διέρχεται από την επιφάνεια του πλαισίου. Στη συνέχεια να κάνετε τη γραφική παράσταση της αλγεβρικής τιμής της μαγνητικής ροής σε συνάρτηση με το χρόνο, σε βαθμολογημένους άξονες, για δύο περιόδους περιστροφής.

γ) Να βρείτε σε κάθε περίοδο περιστροφής του πλαισίου τη χρονική εξέλιξη της αλγεβρικής τιμής της έντασης του επαγωγικού ρεύματος. Στη συνέχεια να κάνετε τη γραφική παράσταση της αλγεβρικής τιμής της έντασης του επαγωγικού ρεύματος σε συνάρτηση με το χρόνο, σε βαθμολογημένους άξονες, για δύο περιόδους περιστροφής και να σχεδιάσετε στο σχήμα τη φορά της στη διάμετρο ΑΓ.

δ) Το επαγωγικό ρεύμα, που διαρρέει το πλαίσιο, θα το χαρακτηρίζατε συνεχές ή εναλλασσόμενο;
Αν είναι εναλλασσόμενο θα μπορούσατε να βρείτε την ενεργό ένταση και τη θερμική ενέργεια που αναπτύσσεται στο πλαίσιο σε χρονικό διάστημα μιας περιόδου;

Απάντηση(Word)

Απάντηση(Pdf)