by 
Δίνεται το κύκλωμα του παραπάνω σχήματος, όπου το πηνίο θεωρείται ιδανικό με συντελεστή αυτεπαγωγής L=0,2Η, ο αντιστάτης έχει R=3Ω, ενώ η πηγή έχει ΗΕΔ Ε=10V και εσωτερική αντίσταση r=1Ω. Ο άξονας του πηνίου είναι κάθετος στο επίπεδο ενός κυκλικού αγωγού εμβαδού Α=10cm2, ο οποίος βρίσκεται κοντά στο δεξιό άκρο του πηνίου. Δίνεται ότι το πηνίο δημιουργεί σταθερή ένταση μαγνητικού πεδίου, σε όλα τα σημεία της επιφάνειας του κυκλικού αγωγού, με μέτρο Β=0,5i *, όπου i η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο. Σε μια στιγμή t=0 κλείνουμε το διακόπτη, οπότε μετά από λίγο, τη στιγμή t1, ο αντιστάτης διαρρέεται από ρεύμα έντασης i1=0,5 Α. Για τη στιγμή αυτή να βρεθούν:
- Η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή που αναπτύσσεται στο πηνίο.
- Ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα.
- Η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου καθώς και ο ρυθμός μεταβολής της.
- Αν ο κυκλικός αγωγός έχει αντίσταση r2=0,1Ω, να βρεθεί η ένταση i2 του ρεύματος που τον διαρρέει καθώς και να προσδιοριστεί η φορά της.
- Με ποιο ρυθμό μεταφέρεται ενέργεια από το πηνίο στον κυκλικό αγωγό, μέσω του μαγνητικού πεδίου;
Δίνεται ότι το μαγνητικό πεδίο του κυκλικού αγωγού, έχει αμελητέα επίδραση στο πηνίο.
ή
Μια άσκηση από το παρελθόν, για το μέλλον
Μια άσκηση από το παρελθόν, για το μέλλον
Καλημέρα και καλή Κυριακή σε όλους.
Μια άσκηση εκτός ύλης … προς το παρόν! Ο τίτλος εκφράζει την ελπίδα ότι κάποια στιγμή θα πρέπει να μπει στην ύλη όλη η επαγωγή (εδώ ένα θέμα αυτεπαγωγής).
Αφιερωμένη στην Ελευθερία, που ζήτησε κάτι ανάλογο σε κάποια επικοινωνία μας.
Αφιερωμένη όμως και στον Πρόδρομο, αφού η χθεσινή του ανάρτηση:
Χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο
μου έδωσε το ερέθισμα για να ξεπληρώσω την υπόσχεσή μου προς Ελευθερία.
Καλημέρα Διονύση κι ευχαριστώ για την αφιέρωση. Γράφεις
Μια άσκηση εκτός ύλης … προς το παρόν! Ο τίτλος εκφράζει την ελπίδα ότι κάποια στιγμή θα πρέπει να μπει στην ύλη όλη η επαγωγή
Μαζί σου κι εγώ! Αμήν και πότε θα γίνει αυτό! Κουτσουρεμένη η Επαγωγή , εκτός : αυτεπαγωγή, η αμοιβαία επαγωγή, η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου….
Κοπτοραπτική της Φυσικής, χωρίς συνοχή ..
Αν αυξάνονταν η ύλη δεν θα χρειάζονταν να κάνουμε θέματα που είναι 2-3 ασκήσεις στη συσκευασία του ενός.
Να έχεις μια καλή Κυριακή.
Καλημέρα Διονύση.
Αναμνήσεις …για το μέλλον λοιπόν, με την ελπίδα να γίνουν πράξη του μέλλοντος! Είθε.
‘’Εκτός ύλης…προς το παρόν ‘’ γράφεις και είναι προφανές αφού εισάγει τον άγνωστο L και την ενέργεια του ΜΠ στο πηνίο κ.λ.π.
Το τι συμβαίνει όμως στη φάση της αποκατάστασης του ρεύματος πρέπει να είναι κατανοητό με τις γνώσεις του παρόντος, δηλαδή…μεταβολή i, μεταβολή (ιδιο)ροής, Εεπ= 🙁 , όπως στη λύση αρχικά αναφέρεις. Επίσης πρέπει να είναι κατανοητή η εξήγηση για την αποταμίευση ενέργειας ΜΠ στο πηνίο στη φάση της αποκατάστασης λόγω της αντίδρασης του επαγωγικού φαινομένου και απόδοσης της κατά την διακοπή…
Και τα γράφω μόνο και μόνο για να συνταχθώ κι εγώ με τα ερωτηματικά …’’κουτσουρεμένη επαγωγή ;;;’’
Να κάνω τώρα και την παρατήρηση που κάναμε τότε, όταν ήταν στην ύλη…
Μετά την αποκατάσταση του ρεύματος ‘’παύει’’ το φαινόμενο της αυτεπαγωγής και η τελική τιμή του ρεύματος είναι i=E/R+r=10/5=2Α>0,5Α. Άρα την t1 εξελίσσεται το φαινόμενο της αποκατάστασης κλπ. Θα μου πεις βέβαια κι αν δεν γίνει ο συλλογισμός και την t1 ήταν i=2A ,εφαρμόζοντας το 2ο Kirchhoff θα βγει Ε=0.
Να είσαι καλά και πάντα προωθητικός.
Πρέπει ν΄ αρχίσουμε από τα απλά. Ποιός αποφασίζει για το κουτσούρεμα της ύλης; Το Ι.Ε.Π; οι Επιστημονικές Ενώσεις; ή κάποια παρέα χωρίς όνομα και ταυτότητα;
Καλημέρα Πρόδρομε, Παντελή και Πάνο και σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Πάνο την ευθύνη, με βάση το νόμο, για την πρόταση δεν την έχει το ΙΕΠ;
Από κει και πέρα, αφού βγαίνει ΦΕΚ, η τελική απόφαση δεν είναι του Υπουργείου;
Οπότε πάμε σε επίπεδο συμβούλων του εκάστοτε υπουργού…
Ή μήπως κάνω κάπου λάθος;
Καλημερα σε ολους! Ωραια ασκηση, ωραια φαινομενα, αρηκτα συνδεδεμενα με αντιληψη του “χώρου” και των βασικων νομων. Διονυση ολοι αυτοι στο υπουργειο δυστυχως συγγραφουν προγραμματα σπουδων μονο «απο επαγωγη» και οι «πηγες» τους (συμβουλοι οπως ανεφερες η μελη του ΙΕΠ) δεν εχουν «επαφη» με το γινεται μεσα στην ταξη και γενικα στο σχολειο! Μαλλον χανουν τη μπαλα στα «μεταβατικα φαινομενα» αναμεσα στην θεωρια και στην πραξη. Καλη η «διεπιστημονικοτητα» αλλα απο μονη της κανει δεν προσφερει και πολλα.
Καλημέρα Διονύση. Και να σκεφτεί κανείς, ότι κάποτε αυτά τα διδάσκαμε στη Β Λυκείου…
Διονύση καλησπέρα.
Η πρώτη σκέψη που μου ήρθε στο μυαλό είναι τα σχόλιο του Αποστόλη. Κάποτε όλα αυτά ήταν η βασική ύλη της β Λυκείου κατεύθυνσης. Θυμάμαι έντονα ότι πολλοί απέφευγαν να την κάνουν γιατί τους ζοριζε ιδιαίτερα.
Διονύση αξίζει τον κόπο να διερευνήσεις πόσους υπαλλήλους έχει το ΙΕΠ και πόσοι από αυτούς είναι Φυσικοί. Καταργήθηκε το Π.Ι στα πλαίσια των μνημονίων ώστε να μειωθούν οι Δημόσιοι Οργανισμοί!!! Ποιά επιτροπή αποφάσισε για τη μείωση των ωρών Φυσικής στην Α’ Λυκειου; Ποιά επιτροπή αποφάσισε για το ποια μαθήματα θα εξετάζονται γραπτά; Ποιές παρέες παίρνουν τις αποφάσεις; Με τι στόχους; Με ποιές σκοπιμότητες;
Καλησπέρα συνάδελφοι.
Άγγελε, Αποστόλη και Χρήστο σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Παιδιά, δεν είναι μόνο ότι τα παραπάνω τα διδάσκαμε πριν λίγα χρόνια στην Β΄Λυκείου (και οι μαθητές τα έδιναν στις πανελλαδικές εξετάσεις…), είναι και το τι διδάσκαμε λίγα χρόνια νωρίτερα, στις δέσμες…
Τις εκθετικές συναρτήσεις που έδιναν την ένταση του ρεύματος σε συνάρτηση με το χρόνο!!!
Χρονοκυκλώματα τα λέγαμε…
Τι να διερευνήσουμε Πάνο και τι να προκύψει;
Όπως λέει και ένας γνωστός:
“Φτιάχνουν οι Έλληνες κυκλώματα και ιστορίες οι παρέες…“
Ευχαριστώ, Διονύση, και γιατί μου έκανες τη χάρη, που σου ζήτησα, και για την αφιέρωση!
Η τελευταία φορά, που ασχολήθηκα με την αυτεπαγωγή, ήταν το 2012-2013 (στη Β λυκείου τότε), οπότε το ενδεχόμενο να ξαναμπεί στην ύλη της Γ (μαζί με τις δύο ΗΕΔ στην επαγωγή) είναι αλήθεια πως με αγχώνει κάπως!
Όταν αποκόπτεσαι από ένα κομμάτι της ύλης για χρόνια, χρειάζεσαι αρκετό χρόνο για να μπεις στον ρυθμό του και να αποκτήσεις ξανά φόρμα στη διδασκαλία του!
Και δίνει και ο Γιώργης μου του χρόνου!
Στην άσκηση τώρα:
Παρατήρησα ότι εξήγησες την πολικότητα της Εαυτ με λόγια με βάση τον κανόνα του Lenz και τη σημείωσες και στο σχήμα, αλλά στη συνέχεια δεν την έλαβες υπόψη σου στο 2ο κανόνα Kirchhoff.
Το έκανες γιατί θεωρείς προτιμότερο να βάζουμε την Εαυτ πάντα θετική και να ερμηνεύουμε στη συνέχεια το πρόσημο, που θα προκύψει, για να βάλουμε την πολικότητά της [(+): δίνει ομόρροπο ρεύμα με την ΗΕΔ και (-): δίνει αντίρροπο ρεύμα από την ΗΕΔ)];
Και βέβαια μετά να γράφουμε τον νόμο της αυτεπαγωγής με το (-) του Lenz;
(στις αναρτήσεις σου βλέπω ότι γράφεις πάντα τον νόμο του Faraday με το (-) του Lenz…)
Δεν είναι πιο εύκολο να βάζουμε πρώτα την πολικότητα της Εαυτ και μετά να γράφουμε τον Kirchhoff, λαμβάνοντάς την υπόψη;
Αυτό δεν κάνουμε και στις δυο πηγές στην επαγωγή;
Στο ερώτημα για τον ρυθμό μεταβολής της ενέργειας του ΜΠ, πέρα από το να παραγωγίσω τη U, δε σκέφτηκα την ισχύ της Εαυτ, που χρησιμοποίησες.
Ήμουν σίγουρη πως υπήρχε και «φυσικός τρόπος» πέρα από την παραγώγιση, αλλά δεν τον σκέφτηκα!
Σε ευχαριστώ πολύ! Και ελπίζω σε συνέχεια!
Καλησπέρα Διονύση. Πολλή καλή! Η ανάρτησή σου, μας θυμίζει ότι εδώ είναι ιστότοπος Φυσικών και όχι θεματοδοτών…
Είναι δυνατόν να μη μαθαίνουν οι μαθητές την Ενέργεια Μαγνητικού Πεδίου; Και όμως είναι – στη χώρα των αιολικών πάρκων.
Αλλά ας αισιοδοξούμε – είδαμε στην ύλη το 2ο Κανόνα Kirchhoff, την άσκηση 35 του Α΄τεύχους…
Καλημέρα Ελευθερία, καλημέρα Ανδρέα και σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ανδρέα είναι όπως τα λες, γι΄ αυτό και στον τίτλο επέλεξα να πω “…για το μέλλον”…
Ελευθερία στα ερωτήματα που βάζεις:
Πώς βάζουμε την ΗΕΔ από επαγωγή;
Για να μην αρχίσουμε να βλέπουμε όλα τα βίντεο που έδωσε ο Κώστας Μυσίρης:
Το χρονικό μιας διαμάχης – Νόμος Faraday vs 2ου Κανόνα Kirchhoff
Ας πούμε ότι αντιμετωπίζουμε την ΗΕΔ αυτή ως μια πηγή και γράφουμε τον νόμο της με την μορφή Ε=-Ldi/dt.
Εξήγησα την φυσική σημασία του (-) και έδειξα και στο σχήμα την πολικότητά της.
Θα μπορούσαμε να μείνουμε στο ισοδύναμο κύκλωμα, όπως στο πρώτο σχήμα, όπου βλέπουμε δύο πηγές, η μια έχει ΗΕΔ Ε=20V και η άλλη πηγή έχει ΗΕΔ με τιμή (απόλυτη) 12V. Οι πηγές αυτές έχουν θετικές ΗΕΔ. Έτσι αν γράψουμε το δεύτερο κανόνα του Kirchhoff θα έχουμε με βάση την πολικότητά τους:
Ε-iR-|Εαυτ|=0
Όπου |Εαυτ|=L∙di/dt
Θα μπορούσα όμως να έχω κλείσει το πηνίο σε ένα κουτάκι, όπως στο δεύτερο σχήμα και απλά να βλέπω ότι η συμπεριφορά του περιεχομένου του είναι μια πηγή με ΗΕΔ Εεπ. Έτσι θα έγραφα:
Ε-iR+Εεπ =0 → Ε-iR-L∙di/dt=0
Όπου αντικαθιστούμε το Εεπ=-L∙di/dt.
Στην πράξη χρησιμοποιείται η τελική μορφή της εξίσωσης:
Ε-iR-L∙di/dt=0
Πρωί – πρωί βλέποντας τον Καθηγητή H. C. Verma έγραψε:
Καλημέρα Διονύση, καλημέρα σε όλη την παρέα και καλή Κυριακή.
Με πολύ μεγάλη καθυστέρηση και σου ζητώ συγνώμη γι’ αυτό, επανέρχομαι για να σε ευχαριστήσω για την απάντηση και να πω πως αντιλαμβάνομαι πλήρως αυτό που λες.
Εξέφρασα την ερώτηση, γιατί περισσότερο είχα στο μυαλό μου την κίνηση αγωγού, όπου συνήθως βάζουμε την πολικότητα όπως προκύπτει από τον Lenz και μετά υπολογίζουμε την ΗΕΔ από το ΒLυ, χωρίς το “-” του Lenz.
Με απασχόλησε, δηλαδή, το πώς είναι πιο εύκολο να περάσει στους μαθητές η γραφή του 2ου Κανόνα Kirchhoff: να προσημειωθούν οι πολικότητες των πηγών και να ληφθούν υπόψη (όπως στο λυμένο παράδειγμα 5.3 του βιβλίου) ή να ενσωματωθεί η πολικότητα της επαγωγικής (η αυτεπαγωγικής) ΗΕΔ στο “-” του τύπου της;
Θα ξανακοιτάξω και τις παλιές σου αναρτήσεις πάνω στο θέμα.
Σ΄ευχαριστώ πολύ!