web analytics

Σε κινούμενη ράβδο, η ΗΕΔ από επαγωγή δεν είναι ίση με «Βυl»

Γιατί μας ενδιαφέρει Όταν μια ράβδος κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο, εμφανίζεται επαγωγικό ρεύμα. Αυτό το ρεύμα δημιουργεί πρόσθετο μαγνητικό πεδίο, που δημιουργεί πρόσθετη ΗΕΔ από επαγωγή.

image

Στο Σχήμα φαίνεται οριζόντιος αγωγός ΚΛ μήκους l, που εκτελεί μεταφορική κίνηση πάνω σε δύο άλλους οριζόντιους, παράλληλους αγωγούς. Οι δύο αγωγοί συνδέονται μεταξύ τους με τον αγωγό ΜΝ. Ο αγωγός ΚΛ απομακρύνεται από τον ΜΝ και στο χώρο που βρίσκονται οι αγωγοί υπάρχει κατακόρυφο, ομογενές μαγνητικό πεδίο \vec{B}, με κατεύθυνση προς τα πάνω.

Να αποδείξετε ότι \mathcal{E} < Bvl, όπου \mathcal{E} είναι η ΗΕΔ από επαγωγή που αναπτύσσεται στον κινούμενο αγωγό, Β είναι το μέτρο του μαγνητικού πεδίου και v το μέτρο της ταχύτητας του αγωγού.

Η απάντηση υπάρχει εδώ: Σε κινούμενη ράβδο, η ΗΕΔ από επαγωγή δεν είναι ίση με «Βυl» – Πρότυπα Θέματα Φυσικής.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
38 Σχόλια
Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
03/05/2025 6:22 ΜΜ

Καλησπέρα Ανδρέα, καλησπέρα σε όλους.
Στο κενό χώρο υπάρχει ένα ακίνητο ηλεκτρόνιο. Τι θα λέγατε αν κάποιος υποστήριζε ότι το ηλεκτρόνιο αυτό δημιουργεί γύρω του ηλεκτρικό πεδίο και άρα το ηλεκτρόνιο δέχεται δύναμη από αυτό το πεδίο;
Στον κενό χώρο κάποια στιγμή υπάρχει ένα πρωτόνιο το οποίο κινείται με ταχύτητα υ. Τι θα απαντούσατε στο ερώτημα, αν εξαιτίας της ταχύτητάς του δημιουργεί στο χώρο ένα μαγνητικό πεδίο; Η απάντηση προφανώς θα ήταν καταφατική. Και αν στη συνέχεια υποστήριζε κάποιος ότι το πρωτόνιο κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο (το δικό του) και άρα δέχεται δύναμη Lorentz, θα συμφωνούσατε επίσης;
Θα συμφωνούσατε δηλαδή στο ερμηνευτικό σχήμα, το πρωτόνιο δημιουργεί μαγνητικό πεδίο και αυτό το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη στο πρωτόνιο αυτό;
Με την ίδια συλλογιστική πορεία, μια μάζα m σε ένα σημείο του σύμπαντος, μακριά από άλλα ουράνια σώματα, δημιουργεί γύρω της βαρυτικό πεδίο. Άρα η μάζα βρίσκεται σε βαρυτικό πεδίο οπότε δέχεται δύναμη και αποκτά επιτάχυνση;

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
03/05/2025 6:26 ΜΜ

comment image

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
03/05/2025 6:26 ΜΜ

comment image

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
03/05/2025 8:27 ΜΜ

Το λάθος είναι ότι ο μαθητής “Επειδή ο αγωγός ΚΛ κινείται και μέσα σε αυτό το πεδίο, στον αγωγό εμφανίζεται πρόσθετη ΗΕΔ από επαγωγή“.
Ναι αλλά αυτό το μαγνητικό πεδίο, ΠΡΕΠΕΙ να γνωρίζει ο μαθητής, (αφού έτσι πρέπει να το έχει διδαχτεί), είναι ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, ως προς τον κινούμενο αγωγό, όχι το δικό του μαγνητικό πεδίο, επειδή διαρρέεται από ρεύμα. Όχι ένα μαγνητικό πεδίο που κουβαλάει μαζί του ο αγωγός. Το “κουβαλάει” δεν το διασχίζει!
Δεν ήταν φανερό από τα προηγούμενα σχόλιά μου η θέση μου αυτή;
Όταν έβαλα το απόσπασμα:
comment image
Ερώτημα έθεσα ή ουσιαστικά το έγραψα για να πω ότι “κοιτάξτε εδώ, ο ρευματοφόρος αγωγός βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο (το οποίο δημιούργησε ο ίδιος), αλλά δεν δέχεται δύναμη από το πεδίο του!
Εξάλλου να τονίσω το τελευταίο σχόλιο.
Αν πάμε από το παράθυρο να βάλουμε φαινόμενα αυτεπαγωγής σε αυτό το απλό κύκλωμα και μεταβολής της μαγνητικής ροής στο κύκλωμα εξαιτίας του επαγωγικού μαγνητικού πεδίου, ας μην τα συγχέουμε με την κινητική ΗΕΔ, λόγω κίνησης Ε=Βυl του αγωγού. Η ΗΕΔ λόγω μεταβολής της μαγνητικής ροής του μαγνητικού πεδίου που δημιουργεί το ηλεκτρικό ρεύμα (Η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή), δεν αναπτύσσεται πάνω στον κινούμενο αγωγό, αλλά σε όλο το κύκλωμα (ένα μέρος και πάνω στον ΚΛ…).
Είναι δε πολύ σημαντικό για ένα μαθητή που σε 1 μήνα γράφει πανελλαδικές, να γνωρίζει ότι άλλο ΗΕΔ στον κινούμενο αγωγό και άλλο τάση στα άκρα του, λόγω πτώσης τάσης (που συνήθως θεωρώντας αμελητέα την αντίστασή του έχουν την ίδια τιμή), παρά να μιλάμε για φαινόμενα αυτεπαγωγής σε κάθε κύκλωμα, που πράγματι υπάρχουν.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα παιδιά.
Διονύση για να κινηθεί θα πρέπει το ρεύμα να είναι τεράστιο ώστε τα μαγνητικά πεδία των τριών αγωγών (εκτός από αυτό του ΚΛ δηλαδή) να είναι σημαντικά.
Όπως στο πείραμα του ΕΚΦΕ Λευκάδας:
comment image

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
03/05/2025 9:20 ΜΜ

Ας επαναφέρω επισημαίνοντας τα δύο παραπάνω παρατηρήσεις:
comment image
Αλλά και απόσπασμα από το προηγούμενο σχόλιό μου:

Αν πάμε από το παράθυρο να βάλουμε φαινόμενα αυτεπαγωγής σε αυτό το απλό κύκλωμα και μεταβολής της μαγνητικής ροής στο κύκλωμα εξαιτίας του επαγωγικού μαγνητικού πεδίου, ας μην τα συγχέουμε με την κινητική ΗΕΔ, λόγω κίνησης Ε=Βυl του αγωγού. Η ΗΕΔ λόγω μεταβολής της μαγνητικής ροής του μαγνητικού πεδίου που δημιουργεί το ηλεκτρικό ρεύμα (Η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή), δεν αναπτύσσεται πάνω στον κινούμενο αγωγό, αλλά σε όλο το κύκλωμα (ένα μέρος και πάνω στον ΚΛ…).

Τελευταία διόρθωση1 έτος πριν από Διονύσης Μάργαρης
Βαγγέλης Κουντούρης

καλησπέρα σε όλους
άντεξα και διάβασα όλα τα σχόλια
βασικά συμφωνώ με τον Διονύση
η τελική μου θέση είναι:
όχι η δύναμη είναι Βυlημφημω αν η Β είναι εξωτερική μαγνητική επαγωγή,
αν η Β δημιουργείται, που πράγματι δημιουργείται, από την ίδια τη ράβδο η συνολική δύναμη είναι 0 διότι αλληλοαναιρούνται οι δυνάμεις ένθεν και ένθεν για λόγους συμμετρίας των στοιχειωδών τμημάτων των δυναμικών γραμμών που ισαπέχουν αντιδιαμετρικά από τη ράβδο
αν η Β δημιουργείται, που πράγματι δημιουργείται, από τις άλλες πλευρές του κυκλώματος του Διονύση, είναι εξωτερική μαγνητική και πράγματι δημιουργείται πρόσθετη συνολική δύναμη, η οποία, όμως, είναι ασήμαντη λόγω, κυρίως, του ότι το kμαγν είναι τάξεως -7, εκτός αν χρησιμοποιούμε εξωπραγματικές εντάσεις ρεύματος, που δεν αντέχονται από κανέναν αγωγό
πρόταση: να μεταφερθεί η ανάρτηση στη στήλη μόνο για καθηγητές

Γεώργιος Βουμβάκης
04/05/2025 12:13 ΠΜ

Τα βασικά ερωτήματα που προκύπτουν από την δημοσίευση του Ανδρέα είναι δύο:1ο. Είναι η ΗΕΔ που αναπτύσσεται στο κύκλωμα μικρότερη από την Εεπ =Βυl όπου Β η ένταση του εξωτερικού ΜΠ; 2ο. Αν η απάντηση στο 1ο ερώτημα είναι καταφατική για ποιο λόγο δεν λαμβάνεται υπόψη στα σχετικά θέματα που μελετάμε;
Θα συμφωνήσω στο ότι η κινούμενη ρευματοφος ράβδος “μεταφέρει” το πεδίο που δημιουργεί.Ομως ο αριθμός των δ.γ. του ΜΠ της ΚΝ που τέμνουν το πλαίσιο αυξάνονται με την κίνηση της της ράβδου. Αυτο γίνεται περισσότερο αντιληπτό αν αρχικά η ράβδος βρίσκεται πολύ κοντά στον αγωγό ΛΜ. Αυτό σημαίνει αύξηση της μαγνητικής ροής που διέρχεται από το πλαίσιο. Συνεπώς σύμφωνα με τον Νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday έχουμε και δευτερογενή ΗΕΔ λόγω της κίνησης της ΚΝ. Όχι μόνο από το ΜΠ των υπόλοιπων αγωγών – πλευρών του πλαισίου.Το φαινόμενο της αυτεπαγωγής το ανέφερα για άλλο λόγο σε άμεση συσχέτιση όμως με το θέμα μας. Πράγματι δεν ασκεί δύναμη ένα σώμα στον εαυτό του. Αλλά Εαυτ εξαιτίας του μεταβαλλόμενου ΜΠ που δημιουργεί ο ίδιος ο αγωγός, π.χ. πηνίο, μπορεί να υπάρξει. Θα επαναλάβω όμως ότι όσοι συμμετέχουμε σε αυτή τη συζήτηση οφείλουμε θεωρώ πέραν όλων των αλλων παρεμπιπτοντων θεμάτων να απαντήσουμε ευθέως στα δύο ερωτήματα που θέτει η δημοσίευση του Ανδρέα.

Βαγγέλης Κουντούρης

προφανώς δεν μας διαβάζεις όλους, Γιώργο

Κωνσταντίνος (Ντίνος) Σαράμπαλης

Συνάδελφοι καλημέρα. Διάβασα όλο το διάλογο και κατέληξα στο εξής ερμηνευτικό σχήμα:
«Το εξ επαγωγής μαγνητικό πεδίο (το κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα), λόγω Lenz, είναι αντίθετης κατεύθυνσης με το προϋπάρχον. Έτσι στη σχέση Ε=lυΒ το ολικό Β είναι λίγο μικρότερο από το εξωτερικό, διόρθωση που δε λαμβάνεται υπόψη, αφού το εξ επαγωγής είναι ασθενέστατο συγκρινόμενο με το προϋπάρχον».

Κωνσταντίνος (Ντίνος) Σαράμπαλης

Αντρέα η βελτίωση
«Το εξ επαγωγής μαγνητικό πεδίο (το κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα), λόγω Lenz, είναι αντίθετης κατεύθυνσης με το προϋπάρχον. Έτσι στη σχέση Ε=lυΒ το ολικό Β είναι λίγο μικρότερο από το εξωτερικό, διόρθωση που δε λαμβάνεται υπόψη, αφού το εξ επαγωγής, που παράγεται από το ρεύμα του κυκλώματος, είναι ασθενέστατο (στον υπολογισμό του υπεισέρχεται η πολύ μικρή τιμή της μαγνητικής σταθεράς) συγκρινόμενο με το προϋπάρχον».