by 
1) Το ορθογώνιο συρμάτινο πλαίσιο ΑΓΔΖ κινείται με σταθερή ταχύτητα υ, κάθετη στην πλευρά ΓΔ, μέσα σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο Β, όπως στο σχήμα, κάθετα στις δυναμικές γραμμές.
Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λανθασμένες.
i) Η μαγνητική ροή που διέρχεται από το πλαίσιο αυξάνεται.
ii) Το πλαίσιο διαρρέεται από συνεχές ρεύμα.
ii) Είναι VΓΔ=Βυ(ΓΔ).
iii) Είναι VΑΖ=0.
2) Το συρμάτινο πλαίσιο ΑΓΔ, σχήματος ορθογωνίου τριγώνου ( όπου Γ=90°), με πλευρές x,y, γ κινείται με σταθερή ταχύτητα υ παράλληλη στην πλευρά ΑΓ, μέσα σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο , όπως στο σχήμα, κάθετα στις δυναμικές γραμμές.
i) Να υπολογισθεί η ΗΕΔ από επαγωγή που αναπτύσσεται στην υποτείνουσα ΑΔ του τριγώνου.
ii) Να υπολογιστεί η ΗΕΔ που αναπτύσσεται στην περίπτωση που η υποτείνουσα ΑΓ, αντικατασταθεί από ένα καμπύλο σύρμα ΑΖΔ, όπως στο δεύτερο σχήμα.
3) Οι αγωγοί ΑΓ και ΔΖ μπορούν να κινούνται σε επαφή με δύο οριζόντιους στύλους xx΄και yy΄, μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Ο αγωγός ΑΓ κινείται με ταχύτητα υ, ενώ ο ΔΖ είναι ακίνητος, όπως στο σχήμα.
α) Αν ο διακόπτης είναι ανοικτός:
i) Σε ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο του ΑΓ ασκείται δύναμη Lorentz με κατεύθυνση προς το άκρο Α του αγωγού.
ii) Στον αγωγό ΑΓ αναπτύσσεται ΗΕΔ από επαγωγή με το (+) στο άκρο Α.
iii) Αν δεν ασκούμε δύναμη στον ΑΓ, η ταχύτητά του θα μειωθεί.
iv) Ο αγωγός ΔΖ δέχεται δύναμη Laplace με φορά προς τα δεξιά.
β) Σε μια στιγμή κλείνουμε το διακόπτη. Αμέσως μετά:
- Ο αγωγός ΔΖ δέχεται δύναμη Laplace με φορά προς τα αριστερά.
- Η ταχύτητα του αγωγού ΑΓ θα μειωθεί.
- Και οι δύο αγωγοί δέχονται δύναμη Laplace με φορά προς τ’ αριστερά.
ή
Καλημέρα Διονύση.
Πολύ καλές. Περυσι θα τις απαντούσαμε διαφορετικά και φαίνεται η πρόθεσή σου, αυτή της επικαιροποίησης.
Καλημέρα Γιάννη.
Ακριβώς. Φέτος η διδασκαλία θα πρέπει να στηρίζεται στις δυνάμεις Lorentz και να μην μείνει στην “μεταβολή της μαγνητικής ροής”…
Είναι εμφανής η πρόθεσή σου.
Ας εστιάσω στο ότι πέρυσι θα ελεγες ότι ο καμπύλος αγωγός κόβει ίδια στάχυα-δυναμικές γραμμές με τον ΓΔ.
Καλησπέρα Διονύση.
Μια και η “απολωλός” Lorentz …επέστρεψε
καλώς αξιοποιείται και πρέπει εννοείται ,
αφού μπορεί να απαιτηθεί η χρήση της
για την απάντηση σχετικών ερωτημάτων που
και αλλιώς ίσως μπορούν να απαντηθούν.
Ωραίες και οι τρείς με προσεγμένα ερωτήματα
Καλημέρα Παντελή.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και ένα συγνώμη για την καθυστέρηση στην απάντησή μου.
Δεν ξέρω τι έγινε, αλλά τώρα μόλις είδα το σχόλιό σου…
Αλλοίμονο Διονύση,
εσύ στις “επάλξεις” με συνεχή δραστηριότητα και με το ανθρώπινο δράμα στους γείτονες σίγουρα να επιδρά στην διασύνδεση ,είναι …λογικό
Εγώ νοιώθω αποσυντονισμένος ,αλλά θα επανέλθω
Να είσαι πάντα καλά
Καλημέρα Διονύση.
Θίγεις σε βάθος θέματα που τα περνάνε οι μαθητές επιφανειακά. Η κίνηση του πλαισίου δημιουργεί επαγωγική ΗΕΔ και όχι διαφορά δυναμικού. Αν υπάρχει και ρεύμα σε μια πλευρά αυτές διαφέρουν.
Αν στο παρακάτω θέμα, θέλουμε την ΗΕΔ στη ράβδο, ο μαθητής κάνει το σχήμα:
και γράψει:
Η ΗΕΔ επαγωγής προκαλείται από τη δύναμη Lorentz στα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Μόνο η συνιστώσα υκ προκαλεί εμφάνιση τέτοιας δύναμης.
Άρα Ε = Β υκ L = B υ ημθ L,
Θεωρείς ότι είναι ελλιπής η δικαιολόγηση;
Παρατήρησα ότι εσύ κάνεις πλήρη απόδειξη, στο σχόλιο. Παλιότερα στις Δέσμες οι μαθητές το έγραφαν χωρίς απόδειξη.
Καλημέρα σε όλους, Διονύση θα γίνει ως αναπόσπαστο τμήμα της θεωρίας που πρέπει να διδαχθεί….
Επισημαίνω το:
“Παρατηρούμε δηλαδή ότι, η ΗΕΔ στον καμπύλο αγωγό ΑΖΔ, είναι ίση με την ΗΕΔ που αναπτύσσεται στον αγωγό ΓΔ, ίση δηλαδή σε αγωγό με μήκος ίσο με την προβολή του αγωγού ΑΖΔ, σε διεύθυνση y, κάθετη στην ταχύτητα “
Όχι για λόγους εντυπωσιασμού, αλλά για λόγους ουσίας…
Ανδρέα, θεωρώ πως είσαι απόλυτα σαφής, έτσι το διδάσκω και εγώ
Ανδρέα και Θοδωρή, καλό μεσημέρι Κυριακής. Σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Ανδρέα, γράφοντας την “θεωρία” παραπάνω (σαν αφορμή για να πω μερικά ουσιαστικά σημεία στην κίνηση αγωγού…), στο μυαλό μου είχα μια φανταστική τάξη που δίδασκα. Άρα δικαιολογούμε τα πάντα, χωρίς να μένουν απορίες στους μαθητές.
Αυτό σημαίνει ότι οι μαθητές οφείλουν να τα γράψουν όλα αυτά σε κάθε άσκηση;
Θα έλεγα ότι οφείλουν να τα ξέρουν και αν ζητηθεί και να τα γράψουν.
Υπάρχει όμως ένα δεδομένο:
Όταν λύνει την πρώτη άσκηση στην τάξη ο καθηγητής, να τα πει. Στην 2η; Μάλλον θα το θεωρήσει γνωστό και δεν θα το ξαναπεί. Το ίδιο και στις επόμενες…
Οπότε ο μαθητής συνηθίζει στην άμεση απάντηση, χωρίς δικαιολόγηση. Φταίει αυτός; Νομίζω ότι φτάνουμε εκεί ανεξάρτητα από τις δικές μας επιθυμίες.
Οπότε δεν μένει παρά να ζητηθεί παράλληλα η δικαιολόγηση, μέσω κατάλληλης ερώτησης που θα αναδείξει ποιος μαθητής το γνωρίζει επί της ουσίας και ποιος το εφαρμόζει τυπικά.
Καλησπέρα Διονύση, η “φανταστική” τάξη σου έχει και δύο πραγματικές αδελφούλες, οπότε να σου μεταφέρω μια απορία μαθήτριας, για να καταλάβεις ό,τι δεν γράφεις στον “αέρα”….
Σχεδίασα τις Lorenz στα τμήματα των ΑΖ, ΓΔ που βρίσκονται εντός του ΜΠ, κάθετες στους αγωγούς, ομόρροπες μεταξύ τους για να αναφερθώ στην πλευρική συσσώρευση και την μη δημιουργία ΗΕΔ κατά μήκος αυτών.
Στη συνέχεια σχεδίασα το ρεύμα από την επαγωγική ΗΕΔ στην ΑΓ….
Βλέπω χέρι, δίνω το λόγο
-Η δύναμη Laplace είναι η συνισταμένη των Lorentz στα ελεύθερα ηλεκτρόνια
των αγωγών;
-Ναι, είναι
-Αφού η Laplace στη ΔΓ είναι προς τα “πάνω”, τότε γιατί μας σχεδιάσατε τη Lorentz
στα ηλεκτρόνια της ΔΓ προς τα “κάτω”;
Προς στιγμή αισθάνθηκα αμήχανα….εκεί όμως ήρθε στο μυαλό σχόλιο δικό σου
που είχα διαβάσει….για ταχύτητα διολίσθησης και ταχύτητα μεταφοράς…
Σχεδίασα τη ταχύτητα διολίσθησης αντίρροπη από τη φορά του ρεύματος και τη Lorentz εξαιτίας αυτής….προς τα “πάνω”…. οπότε δικαιολογήσαμε τη φορά της Laplace….ως συνισταμένη “αυτών” των Lorentz….
Αναφέρομαι πάντα στην πλευρά ΓΔ
Ευτυχώς για μένα….η απάντηση θεωρήθηκε ικανοποιητική…αλλά….σκεφτόμουν μετά….
Η ταχύτητα διολίσθησης είναι της τάξης των mm/s, ενώ η μεταφορική σαφώς μεγαλύτερη….Το ηλεκτρόνιο της ΓΔ έχει μία ταχύτητα ως προς το οριζόντιο δάπεδο στο οποίο κινείται το πλαίσιο, προφανώς ομόρροπη της μεταφορικής….
Πώς γίνεται και η Laplace να είναι προς τα πάνω;
Γιατί μπορούμε να απομονώνουμε τις κινήσεις ώστε να δικαιολογούμε τη φορά των επιμέρους δυνάμεων;
Στο σχήμα απάντησης της (ι) έχεις τις Lorentz αντίρροπες, ενώ είναι ομόρροπες προς τα κάτω….αν δεν βαριέσαι το αλλάζεις…
Όποιος φέτος διδάσκει θεωρία και δεν αρκείται στο να λύνει ασκήσεις τυπολογίου, αισθάνεται κάθε μέρα στο πετσί του, την αύξηση της ύλης……
Καλημέρα Θοδωρή και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό, αλλά και την επισήμανση της αλλαγής για το σχήμα…
Πάμε στο θέμα που βάζεις. Ας εστιάσουμε στην κίνηση της πλευράς ΔΓ και στην κίνηση των φορτίων της με ταχύτητα υ.
Σε κάθε φορτίο (ηλεκτρόνια και πρωτόνια) ασκείται δύναμη Lorentz, όπως η F1 για ηλεκτρόνια και F2 σε κάθε πρωτόνιο, με μέτρα F1=F2=Βυ|q|. Εξαιτίας αυτών των δυνάμεων κάποια ελεύθερα ηλεκτρόνια συσσωρεύονται στην κάτω πλευρά, όπως φαίνεται σε μεγέθυνση, δίπλα. Αν έχουμε n ηλεκτρόνια και n πρωτόνια στο τμήμα της πλευράς ΓΔ που είναι μέσα στο πεδίο, θα έχουμε, ότι η συνισταμένη αυτών των δυνάμεων από το πεδίο θα είναι ίση:
ΣF=ΣFp+ΣFe=nF2-nF1=0
Αν τώρα έχουμε κλειστό κύκλωμα και έχουμε ρεύμα με φορά από το Δ στο Γ, όπως στο σχήμα:
τότε σε κάθε ελεύθερο ηλεκτρόνιο που διολισθαίνει προς τα αριστερά, ασκείται μια επιπλέον δύναμη Lorentz F3 με μέτρο F3=Βυd|q|= 0,001Βυ|q|, αν θεωρήσουμε ότι υd=0,001υ!
Η συνισταμένη των F3 στα x ηλεκτρόνια που δημιουργούν το ρεύμα ΣF3, είναι η δύναμη Laplace η οποία έχει φορά προς τα πάνω, αφού οι άλλες δυνάμεις F1 και F2 δίνουν μηδενική συνισταμένη.
Μα, θα μου πεις, τελικά τι κάνει το e; Είναι λογικό να παίρνεις δύο ταχύτητες για το ηλεκτρόνιο για να βγάζεις δύο δυνάμεις Lorentz;
Ωραία πάμε από άλλη οπτική γωνία. Αν το ηλεκτρικό ρεύμα οφείλεται σε x διολισθαίνοντα ηλεκτρόνια, τότε αυτά θα έχουν ταχύτητα υ-υd=0,999υ και θα δέχονται δύναμη με φορά προς τα κάτω, όπως και οι F1 και με μέτρο Fx=0,999Βυ|q|. Υπάρχουν και άλλα ηλεκτρόνια τα οποία έστω ότι είναι n-x τα οποία «δεν διολισθαίνουν» δεχόμενα την δύναμη F1. Αλλά τότε η συνολική δύναμη στο παραπάνω τμήμα θα έχει κατεύθυνση προς τα πάνω, όπως η F3 και θα έχει μέτρο:
Αυτή η συνισταμένη δύναμη Θοδωρή, είναι η δύναμη Laplace εξαιτίας της ύπαρξης ρεύματος που διαρρέει το τμήμα της πλευράς ΔΓ…
Εξαιρετική ανάλυση Διονύση, ευχαριστώ…
Διονύση δουλεύει καλά ο μετρητής;
Είναι δυνατόν την ανάλυση αυτή να την είδαν ο Γιάννης, ο Παντελής,
ο Ανδρέας, εσύ, εγώ και άλλοι οκτώ μόνο;
Καλημέρα Θοδωρή.
Ο μετρητής καλά μετράει, αλλά από την στιγμή που τέθηκε σε λειτουργία!
Εξηγούμαι.
Είχα βάλει ένα πρόσθετο το οποίο μετρούσε τις επισκέψεις και έβγαζε μετά και τις δημοφιλείς αναρτήσεις.
Αλλά τελευταία δημιουργούσε μεγάλες καθυστερήσεις και αποσπούσε και μεγάλο μέρος των πόρων που είχαμε. Έτσι υποχρεώθηκα να το καταργήσω και να το αντικαταστήσω από άλλο προγραμματάκι.
Η ζημιά είναι ότι αυτό μετράει αριθμό σελίδων, από την ημέρα που μπήκε…
“Έσωσα” στις βασικές σελίδες τον παλιότερο αριθμό, αλλά στις απλές δημοσιεύσεις ξεκινήσαμε από την αρχή…