by 
Ένα τετράγωνο μεταλλικό πλαίσιο ΑΓΔΖ, πλευράς ℓ και αντίστασης R, εισέρχεται σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο, κάθετα στις δυναμικές γραμμές. Για την θέση του σχήματος, όπου το πλαίσιο έχει ταχύτητα υ, να εξετάσετε αν οι παρακάτω προτάσεις είναι σωστές ή λανθασμένες, δικαιολογώντας τις απαντήσεις σας.
- Στην πλευρά ΑΓ του πλαισίου αναπτύσσεται ΗΕΔ επειδή το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη στα ελεύθερα ηλεκτρόνια αλλά και στα θετικά ιόντα, με αποτέλεσμα να κινούνται και η πλευρά ΑΓ να λειτουργεί σαν πηγή με θετικό πόλο, το άκρο Α.
- Στο τμήμα της πλευράς ΖΑ που βρίσκεται μέσα στο πεδίο, δεν αναπτύσσεται ΗΕΔ, επειδή δεν ασκούνται δυνάμεις στα ελεύθερα ηλεκτρόνια από το μαγνητικό πεδίο.
- Η τάση στα άκρα της πλευράς ΑΓ είναι ίση με VΑΓ=Βυℓ.
- Για να ασκείται δύναμη Laplace σε μια πλευρά ενός πλαισίου, θα πρέπει αυτό να κινείται σε μαγνητικό πεδίο.
- Δύναμη Laplace ασκείται μόνο στην πλευρά ΑΓ.
- Στην πλευρά ΓΔ δεν αναπτύσσεται ΗΕΔ από επαγωγή, αλλά υπάρχει τάση VΔΓ διάφορη του μηδενός.
ή
καλημέρα σε όλους
πολύ καλή ποιοτική, ποσοτική και “ξεκαθαριστική” άσκηση, Διονύση
όπου μάλιστα, χωρίς να το ζητάς, απάντησες και σε μια ακόμη σωστή πρόταση, που θα μπορούσε να μπει μεταξύ v και vi, “η συνολική δύναμη Laplace που ασκείται στο πλαίσιο είναι ίση με τη δύναμη Laplace που δέχεται η πλευρά ΑΓ”
(και, εννοείται, το είδα ότι η αρίθμηση είναι 1-6, αλλά και i-vi, διότι κάποιος δαίμων έβαλε την ουρά του…)
Καλημέρα Βαγγέλη και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Η αρίθμηση στο αρχείο είναι i), ii)… αφού την προτιμώ αυτήν την μορφή.
Ο επεξεργαστής όμως στο δίκτυο έχει προεπιλεγμένη μορφή το 1) 2)…
Οπότε “ανάγκα και θεοί πείθονται…” που θα λέγατε και σεις του κλασσικού 🙂
Καλό ΣΚ!
Καλημέρα Διονύση ,καλημέρα Βαγγέλη.
Αφού πέρασε από το φίλτρο “Βαγγέλης” περιττό να πω
τα συντακτικά ερωτηματικά μου, όπου με δεύτερη ανάγνωση
απαντήθηκαν και ενώ αν τα ερωτήματα ήταν Σ,Λ θα υπήρχε ίσως σε ορισμένους
“διχασμός”, με την δικαιολόγηση όμως που καλώς ζητείται (και πρέπει), αποδίδεται
η όποια αναλυτική σκέψη που και την λανθασμένη να πει σωστή θα αξιολογηθεί
με min απώλεια.
Τώρα να πω π.χ
στην i) πιθανώς να έλεγα σωστή αφού ξεκαθάριζα ότι τα (+) ιόντα δέχονται μεν δύναμη αλλά δεν μπορούν να κινηθούν ,άρα στην κίνηση των e οφείλεται η Εεπ
(είδα στην 2η ανάγνωση πως μάλλον το ερώτημα θέλει να στηριχτώ στην ακινησία των (+) ιόντων από τη δύναμη που δέχονται γιατί το “κινούνται” της εκφώνησης αφορά και τα δύο)
Δίδαγμα : διάβαζε καλά το ερώτημα και ξανά πάλι και πρόσεχε την γλωσσική ερμηνεία πέραν της φυσικής ερμηνείας γενικά)
στη iv) σκέφτομαι η κίνηση σαρώνει δ.γ άρα αναπτύσσεται Εεπ και στο κλειστό πλαίσιο δημιουργείται ρεύμα λόγω του οποίου ο ΑΓ και όχι μόνο δέχεται FL.
Στην κίνηση λοιπόν του συγκεκριμένου πλαισίου τελικά οφείλεται η FL , άρα θα έλεγα σωστή την πρόταση με τις ορθές προϋποθέσεις που αναφέρονται και που υπάρχουν στο συγκεκριμένο πλαίσιο.
Τώρα μια απορία μου σχετικά με την ii) : το πλευρικό φαινόμενο δεν δικαιολογεί Εεπ στα πλευρά, λόγω ελάχιστου πάχους;
Διονύση δεν περηφανεύομαι για τη γλωσσική μου επάρκεια γιαυτό μην παρεξηγηθώ
μια και τα ;; μου έχουν να κάμουν μ’αυτήν.
Να είσαι καλά
Καλησπέρα Παντελή και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και την κατάθεση του προβληματισμού σου.
Όσον αφορά την δύναμη Laplace και την κίνηση, θεωρώ σημαντικό, με βάση την νέα ύλη, να ξεκαθαρίσουν οι μαθητές τις δυνάμεις στα κινούμενα φορτία, τις δυνάμεις Lorentz, στις οποίες οφείλεται η ανάπτυξη της ΗΕΔ από επαγωγή, με τις δυνάμεις που μπορεί να ασκούνται σε έναν αγωγό, επειδή διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα.
Έτσι αν έχουμε ένα κινούμενο πλαίσιο, όπως στο σχήμα:
Έχουμε κίνηση, έχουμε ΗΕΔ, αλλά δεν έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα και δυνάμεις Laplace.
Αντίθετα αν έχουμε ένα ακίνητο πλαίσιο, στο οποίο έχουμε συνδέσει μια πηγή, με αποτέλεσμα να διαρρέεται από ρεύμα,
στο πλαίσιο ασκείται δύναμη Laplace, χωρίς να απαιτείται κάποια κίνηση.
Όσον αφορά για την ii) και τις πλευρές ΑΖ και ΓΔ, πράγματι δεν υπολογίζουμε κάποια ΗΕΔ λόγω αμελητέου πάχους των συρμάτων, αλλά και αυτό να μην συμβαίνει προφανώς θα αναπτυχθεί ΗΕΔ, η οποία θα μεταφέρει τα φορτία, φορτίζοντας αντίθετα τις δυο πλευρές, όπως στο σχήμα.
χωρίς όμως να δημιουργεί τάση στα άκρα Α και Γ της πλευράς.
Καλησπέρα Διονύση.
Πολύ καλή με καίρια ερωτήματα.
Όσον αφορά το ερώτημα για τις ΗΕΔ στις πλευρές ΑΖ και ΓΔ ωραία τα σχήματα όπου στο τελευταίο μπορεί να φανεί ξεκάθαρα η συσσώρευση των φορίων αλλά η μη ύπαρξη ρεύματος απο αυτές.
Καλησπέρα Διονύση
Σίγουρα κατάλαβες ότι δεν έθιξα την ορθότητα των απαντήσεων ,
αλλά το πιθανό μπέρδεμα στο “ψείρισμα” της ερμηνείας των ερωτημάτων.
Για το i) δεν έχω λόγο πέραν του δικού σου ,άλλωστε το είπα στο αρχικό
Για το ii) έχω ακόμη το (;) της μοναδικής απάντησης οπότε αφού μου δίνεις το δικαίωμα να δικαιολογήσω θα έλεγα ,Λάθος όσον αφορά την ανάπτυξη Εεπ κατά μήκος του τμήματος της ΖΑ που είναι μέσα στο ΜΠ και ορθή αφού αναπτύσσεται Εεπ πλευρικά
Για την iv) τι να πω πέραν αυτού που είχα πει; Αν δεν εκκινείτο το πλαίσιο το συγκεκριμένο (κλειστό, κάθετο στο ΜΠ και υ κάθετη στο ΜΠ) δεν θα είχαμε ρεύμα και FL προφανώς και έτσι μου μένει το (;) αν είναι ορθό να στηριχτώ στο αρχικό αίτιο λόγω του οποίου αναπτύσσεται η Eεπ λόγω της οποίας το ρεύμα λόγω του οποίου έχουμε FL
(Οι περιπτώσεις στο σχόλιο σου καθ’όλα χρήσιμες αφορούν πλαίσια ανοιχτά η μετά πηγής)
Σε ευχαριστώ για το χρόνο της αλληλεπίδρασης μας και καλό Σαββατόβραδο.
Καλημέρα Χρήστο, καλημέρα Παντελή και καλή Κυριακή.
Χρήστο σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Παντελή, με την ευκαιρία των ερωτημάτων σου, ας προσθέσω και κάτι ακόμη.
Λέμε ότι η δύναμη Laplace είναι η συνισταμένη των δυνάμεων Lorentz στα ελεύθερα ηλεκτρόνια, ενώ παραπάνω έδειξα μια επιμονή στο να ξεχωρίσουν οι παραπάνω δυνάμεις. Τι συμβαίνει;
Η δύναμη Laplace είναι συνισταμένη δύναμη στα κινούμενα ηλεκτρόνια εντός του αγωγού, με ταχύτητα υd (ταχύτητα μετάθεσης) εξαιτίας της οποίας έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα, ταχύτητα παράλληλη στην πλευρά ΑΓ (όταν μιλάμε γι΄ αυτήν την πλευρά…) και όχι στην ταχύτητα υ του πλαισίου, η οποία είναι κάθετη στην πλευρά, στην παραπάνω άσκηση.
Καλημέρα Διονύση.
Η δύναμη Laplace είναι συνισταμένη των Lorentz στα e του αγωγού ! Σωστά.
Σ’ ευχαριστώ και πάλι ,υποθέτω δε πως ο διάλογος κάτι θετικό αφήνει και
δεν ζητώ συγνώμη για την …”ταλαιπωρία”
Καλή Κυριακή και αντοχή στην πτώση του Ηg
Καλή Κυριακή Παντελή.
Ας δούμε και μια άσπρη μέρα και ας είναι και από χιόνι (αν και δεν το βλέπω στα νότια του νομού που είμαι εγώ…)
Καλησπέρα Διονύση. Πολύ διδακτική.
Αν και μόλις τελείωσα το φασματογράφο, η άσκησή σου με προετοιμάζει για τα επόμενα…
Αν συμφωνείς:
Η ΗΕΔ εδώ είναι “κινητική”, άρα εντοπισμένη μόνο στην πλευρά ΑΓ. Σε αντίθεση με την ΗΕΔ που αναπτύσσεται σε ένα ακίνητο τετράγωνο πλαίσιο, εντός μεταβαλλόμενου χρονικά Μ.Π. κάθετο στο Β (π.χ. Β = λ.t), όπου θα έχουμε ΗΕΔ σε κάθε πλευρά ίση με Ε/4. Εκεί δίνουμε εξήγηση με το νόμο Faraday μόνο, αφού το μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο, που επάγεται δε διδάσκεται.
Γεια σου Διονύση, στα Σ-Λ σου έκανα δύο λάθη….
και αν στο (i) δεν διάβασα σωστά, αν και θα προτιμούσα να υπήρχε και η λέξη “αμφότερα”, δηλ. “με αποτέλεσμα να κινούνται αμφότερα”
στο (iv) θα συμφωνήσω απόλυτα με τον Παντελή
Το συγκεκριμένο πλαίσιο, αν ήταν ακίνητο, η πλευρά ΑΓ δεν θα δεχόταν δύναμη
Βλέπω σύμπλευση με το Χρήστο στις ιδέες…. τα μέχρι τώρα “απαγορευμένα”
είναι ελκυστικά…
Καλημέρα Ανδρέα, καλημέρα Θοδωρή και σας ευχαριστώ για το σχόλιο.
Ανδρέα συγνώμη κατ΄ αρχήν για την καθυστερημένη απάντηση, αφού σήμερα είδα το σχόλιό σου.
Για το θέμα που βάζεις, έτσι είναι. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τρόποι παραγωγής ΗΕΔ. Ο ένας είναι η κίνηση αγωγού, όπου η ανάπτυξη ΗΕΔ ερμηνεύεται με την βοήθεια των δυνάμεων Lorentz. Ο άλλος είναι μέσω μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου, όπου η ερμηνεία προβλέπει την εμφάνιση ενός χρονικά μεταβαλλόμενου μη συντηρητικού επαγωγικού ηλεκτρικού πεδίου.
Ο νόμος του Faraday, καλύπτει και τις δύο αυτές περιπτώσεις.
Θοδωρή για το 4ο ερώτημα, επέμεινα και στον Παντελή. Το θεωρώ σημαντικό, αφού στο μυαλό της πλειοψηφίας των μαθητών (τουλάχιστον τα χρόνια που δίδασκα…) υπήρχε το σχήμα: Το πλαίσιο κινείται, άρα κίνηση είναι υπεύθυνη τόσο για τις δυνάμεις Lorentz, όσο και για τις δυνάμεις Laplace. Άλλωστε τι Λωζάνη τι Κοζάνη…
Αυτό το σχήμα πρέπει να σπάσει διδακτικά. Η κίνηση δεν προκαλεί την εμφάνιση δύναμης Laplace!
Αλλά, παρότι σε αυτό δεν κάνω βήμα πίσω, μιας και αντιρρήσεις επαναλαμβάνονται, άλλαξα την διατύπωση:
“Για να ασκείται δύναμη Laplace σε μια πλευρά ενός πλαισίου, θα πρέπει αυτό να κινείται σε μαγνητικό πεδίο”.