by 
Νομίζω ότι δεν υπάρχει τρόπος να ελέγξουμε την ισχύ του νόμου του Faraday, όταν ο νόμος διατυπώνεται με τη συνηθισμένη μορφή του, δηλαδή Ε = ΔΦ/Δt. Αυτή η σχέση δεν είναι κάποιος νόμος αλλά ο ορισμός της ΗΕΔ επαγωγής. Πράγματι πώς ορίζεται η ΗΕΔ επαγώγης, αν όχι με αυτό τον τρόπο;
Δηλαδή αυτό που μπορούμε να ελέγξουμε πειραματικά είναι ότι π.χ. σ’ ένα αγώγιμο βρόχο ισχύει Ι R = ΔΦ/Δt, όπου Ι το επαγόμενο ρεύμα και R η αντίσταση του αγωγού. Κατόπιν το πηλίκο ΔΦ/Δt το ονομάζουμε ΗΕΔ επαγωγής και το συμβολίζουμε με Ε. (Έχω παραλείψει το αρνητικό πρόσημο για απλότητα.)
Είναι φανερό ότι, το πηλίκο ΔΦ/Δt το ονομάσαμε ΗΕΔ, διότι όταν σ’ αυτόν τον αγώγιμο βρόχο δεν έχουμε φαινόμενο επαγωγής και παρεμβάλλεται κατάλληλη ηλεκτρική πηγή συνεχούς τάσης, ισχύει παρόμοιος τύπος, δηλαδή ΙR = E, όπου Ε η ΗΕΔ της πηγής.
Ποια είναι η άποψή σας;
Καλησπέρα Ανδρέα.
Συμφωνώ με το συλλογισμό σου, ότι αυτό που παρατηρούμε πειραματικά είναι η ένταση του ρεύματος και όχι η ΗΕΔ από επαγωγή.
Οπότε αν πράγματι θέλουμε να ελέγξουμε το νόμο στη σχέση Ι R = ΔΦ/Δt θα πρέπει να καταφύγουμε.
Αλλά επί της ουσίας, δεν βλέπω τον τρόπο να ελεγχθεί η παραπάνω σχέση εύκολα, εκτός και αν καταφύγουμε σε κινούμενη ράβδο, όπως οι ασκήσεις που δίνουμε, όπου όμως θεωρώ ότι δίνουμε ένα όμορφο και κατανοητό μοντέλο, πολύ καλό για διδασκαλία και κατανόηση του φαινομένου. Είναι και πρόσφορο για μετρήσεις και εξαγωγή πειραματικών δεδομένων; Δεν το φαντάζομαι, αφού δεν βλέπω να μπορούμε και να δημιουργήσουμε ομογενή μαγνητικά πεδία μεγάλης έκτασης και με εντάσεις σας αυτές που βλέπουμε στα προβλήματα.
Έχεις στο μυαλό σου μια πειραματική διάταξη που να ελέγχει ποσοτικά την ισχύ του νόμου;
Καλησπέρα Ανδρέα και Διονύση. Έχει δοκιμάσει κάποιος ένα σύστημα ευθυγραμμων αγωγών σε επίπεδη διάταξη και με ομόρροπη ρεύματα. Θεωρητικά μια επίπεδη κατανομή ρεύματος, μεγάλων διαστάσεων, δημιουργεί ομογενές μαγνητικό πεδίο.
Καλησπέρα παιδιά.
Οι καφέ γραμμές είναι μονωτικοί αγωγοί. Πάνω τους βλέπουμε δυο σιδεράκια συνδεδεμένα με πυκνωτή.
Η ράβδος τρέχει και έρχεται σε επαφή με τα σιδεράκια. Ο πυκνωτής φορτίζεται πολύ γρήγορα στην τάση Β.υ.l και όχι σε κάποια μικρότερη. Πριν εγκαταλείψει τα σιδεράκια δεν έχουμε ρεύμα. Η μέτρηση της τάσης του πυκνωτή θα μας δείξει ότι Εεπ=ΔΦ/Δt.
Όχι μονωτικοί αγωγοί φυσικά. Μονωτικοί οδηγοί. Αναγκάζουν τη ράβδο να κινηθεί όπως θέλουμε εμείς.
Για να θυμηθούμε και τον Αλεξόπουλο " ΗΕΔ μιας πηγής είναι η τάση στα άκρα της πηγής όταν αυτή δεν παρέχει ρεύμα".
Η πηγή του σχήματος δεν παρέχει ρεύμα όταν εγκαταλείπει τα σιδεράκια. Ο πυκνωτής καταγράφει ΗΕΔ και όχι πολική τάση που επιτυγχάνεται όταν κάποιο ρεύμα παρέχει η πηγή.
Θεωρώ την σχέση Ε = ΔΦ/Δt ισότητα και όχι ορισμό.
Σε περίπτωση που δεν έχουμε εκτεταμένο μαγνητικό πεδίο ας χρησιμοποιήσουμε την παραλλαγή:
Πάλι ρεύμα δεν θα έχουμε μετά την ακαριαία φόρτιση του πυκνωτή.
Στο πλαίσιο της συζήτησης που υπάρχει εδώ: https://ylikonet.gr/2019/10/17/διαφορά-δυναμικού-σε-κύκλωμα-με-ηεδ-απ/comment-page-3/#comment-50853 έχω επισημάνει ότι, στα άκρα ενός αγωγού, όταν ο αγωγός κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο χωρίς να συνδέεται με άλλους αγωγούς, δεν εμφανίζεται ΗΕΔ επαγωγής, διότι δεν υπάρχει οποιαδήποτε ροή μέσα από επιφάνεια την οποία ορίζει ο αγωγός. Αντιθέτως εμφανίζεται διαφορά δυναμικού, λόγω του ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργούν τα φορτία που συσωρεύονται στα άκρα του αγωγού.
Δεν συμφωνώ.
Είναι ΗΕΔ επαγωγής. Αν συνδέεται με άλλους αγωγούς δίνει ρεύμα και η τάση στα άκρα του είναι η πολική τάση.
Αν δεν συνδέεται είναι πάλι ΗΕΔ μιας πηγής που δεν δίνει ρεύμα. ΗΕΔ μιας πηγής είναι η πολική της τάση όταν δεν δίνει ρεύμα.
Υπάρχει μεταβολή μαγνητικής ροής, διότι ο αγωγός θερίζει δυναμικές γραμμές. Το πλήθος (συμβατικά φυσικά) των γραμμών που θέρισε είναι η εν λόγω ροή.
Ο ορισμός του Αλεξόπουλου " ΗΕΔ μιας πηγής είναι η τάση στα άκρα της πηγής, όταν αυτή δεν παρέχει ρεύμα" αφορά πηγή συνεχούς τάσης. Η ΗΕΔ από επαγωγή ορίζεται μέσω του τύπου: Ε = ΔΦ/Δt. Στην αρχική ανάρτησή μου ανάφερα για ποιο λόγο το πηλίκο ΔΦ/Δt το ονομάσαμε ΗΕΔ.
Επίσης ο νόμος του Faraday αναφέρεται σε βρόχους και όχι σε διαγραφόμενες επιφάνεια από ελεύθερους αγωγούς. Στην περίπτωση του ελεύθερου αγωγού, συμπτωματικά το ΒυL μπορεί να γραφεί ως ΔΦ/Δt και αυτό το ερμηνεύουμε ως ρυθμό μεταβολής της ροής μέσα από τη επιφάνεια που διαγράφει ο αγωγός. Ωστόσο στην πραγματικότητα δεν υπάρχει βρόχος ο οποίος να ορίζει κάποια επιφάνεια.
Ανδρέα το ονομάσαμε ΗΕΔ από επαγωγή ή είναι ίση με την ΗΕΔ από επαγωγή;
Δηλαδή εμφανίζεται μία ΗΕΔ και αποδεικνύουμε θεωρητικά και πειραματικά ότι είναι ίση με ΔΦ/Δt .
Πρέπει να υπάρχει βρόχος αγώγιμος ώστε να μιλάμε για ροή;
Δεν ξυρίζονται δυναμικές γραμμές;
Ο νόμος του Faraday αναφέρεται σε βρόχους και όχι σε διαγραφόμενες επιφάνεια από ελεύθερους αγωγούς.
Δεν γνωρίζω τι σκέφτηκε ή είπε ο Φαραντέυ. Όμως ο νόμος έχει γενικευθεί. Για παράδειγμα υπολογίζουμε το ηλεκτρικό πεδίο επικαλούμενοι μαγνητική ροή που διέρχεται από νοητή επιφάνεια (κύκλο) και όχι υπαρκτό βρόχο. Η νοητή αυτή επιφάνεια είναι τόσο υπαρκτή όσο και αυτή που θερίζει ο αγωγός.
Προηγουμένως πρότεινα μέτρηση ΗΕΔ και όχι πολικής τάσης υπό καθεστώς ρεύματος.
Θεώρησα ότι αυτό ήταν το πρόβλημα. Δηλαδή το να δείξουμε πειραματικά ότι Εεπ=ΔΦ/Δt.
Ο ορισμός του Αλεξόπουλου " ΗΕΔ μιας πηγής είναι η τάση στα άκρα της πηγής, όταν αυτή δεν παρέχει ρεύμα" αφορά πηγή συνεχούς τάσης.
Στα παραπάνω σχήματα σχεδίασα πηγές συνεχούς τάσης.
Μια ακόμη πρωινή και καλοκαιριάτικη φθινοπωρινή καλημέρα σε όλη τη παρέα!
Γιάννη αναφέρεις ότι «Δεν γνωρίζω τι σκέφτηκε ή είπε ο Φαραντέυ. Όμως ο νόμος έχει γενικευθεί.» Αυτή ακριβώς τη γενίκευση εννοώ, όταν αναφέρω ότι: «Στην περίπτωση του ελεύθερου αγωγού, συμπτωματικά το ΒυL μπορεί να γραφεί ως ΔΦ/Δt και αυτό το ερμηνεύουμε ως ρυθμό μεταβολής της ροής μέσα από τη επιφάνεια που διαγράφει ο αγωγός» Δηλαδή υπάρχει μια αρχική διατύπωση του νόμου για βρόχους, (την οποία, αν όχι για ιστορικούς λόγους αλλά συμβατικά, ονομάζω νόμο του Faraday) και κατόπιν αυτός ο νόμος γενικεύεται ώστε να περιλάβει και κινούμενους ελεύθερους αγωγούς μέσα σε μαγνητικό πεδίο, αν και στην πραγματικότητα ούτε βρόχος υπάρχει ούτε ΗΕΔ από επαγωγή αλλά μόνο διαφορά δυναμικού στα άκρα των ράβδων.
Επειδή σ' αυτό το σημείο της συζήτησης, μέσω του ερωτήματος «Τι σκέφτηκε ή είπε Faraday;», αγγίξαμε την ιστορία της Φυσικής επιτρέψτε μου να κάνω μια σύντομη ιστορική παράκαμψη που σχετίζεται με το θέμα που συζητάμε, χωρίς να θέλω να αλλάξω το θέμα της συζήτησης.
Πριν από περίπου 115 χρόνια δημοσιεύθηκε ένα άρθρο που άρχιζε ως εξής:
«Είναι γνωστό ότι , αν εφαρμόσουμε την ηλεκτροδυναμική του Maxwell, όπως την κατανοούμε σήμερα, σε κινούμενα σώματα, οδηγούμαστε σε ασσυμετρίες, που δε φαίνεται να είναι ενδογενή χαρακτηριστικά των φαινομένων.
Για παράδειγμα θεωρήστε την αμοιβαία ηλεκτροδυναμική αλληλεπίδραση ενός μαγνήτη και ενός αγωγού. Εδώ το φαινόμενο που παρατηρείται εξαρτάται μόνο από τη σχετική κίνηση του αγωγού και του μαγνήτη, ενώ η παραδοσιακή άποψη τραβά μια διαχωριστική γραμμή ανάμεσα στις δύο περιπτώσεις, δηλαδή όταν το ένα ή το άλλο σώμα κινείται.
Πράγματι αν ο μαγνήτης κινείται και ο αγωγός μένει ακίνητος, κοντά στο μαγνήτη εμφανίζεται ηλεκτρικό πεδίο, με συγκεκριμένη ενέργεια, και αυτό το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί ρεύμα στον αγωγό.
Ωστόσο αν ο μαγνήτης μένει ακίνητος και κινείται ο αγωγός, δεν εμφανίζεται ηλεκτρικό πεδίο στο μαγνήτη. Παρ' όλα αυτά μέσα στον αγωγό εμφανίζεται δύναμη, η οποία δεν αντιστοιχεί σε κάποια ενέργεια αλλά προκαλεί ρεύμα στον αγωγό.
Μάλιστα αν η σχετική κίνηση στις δύο περιπτώσεις που συζητάμε είναι η ίδια, στη δεύτερη περίπτωση προκύπτει ηλεκτρικό ρεύμα που ακολουθεί την ίδια διαδρομή όπως στην πρώτη και έχει την ίδια ένταση με την ένταση του ρεύματος που υπάρχει στην πρώτη, αν και στην πρώτη περίπτωση το ηλεκτρικό ρεύμα παράγεται από ηλεκτρική δύναμη ενώ στη δεύτερη υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς ηλεκτρική δύναμη.»
Το άρθρο είχε τίτλο: «Σχετικά με την Ηλεκτροδυναμική των Κινούμενων Σωμάτων» και συγγραφέας του ήταν ο 26χρονος Άλμπερτ Αϊνστάιν. Σ' αυτό ακριβώς το άρθρο, με αφορμή τη διερεύνηση της ασσυμετρίας που περιγράφεται στο απόσπασμα που παράθεσα, ο Αϊνστάιν διατύπωσε την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας.
Συγχωρέστε μου την ιστορική παράκαμψη αλλά νομίζω δεν θα μου συγχωρούσατε τη μη ανάφορα ενός σχετικού με τη συζήτησή μας, τόσο σημαντικού ιστορικού γεγονότος, όχι μόνο για την επιστήμη μας αλλά γενικότερα για το ανθρώπινο πνεύμα.
Σε περιπάτους ανάμεσα σε θέματα όπως αυτά του συζητάμε εδώ, αισθάνομαι τεράστια την έλλειψη του Ανδρέα. Σίγουρα ο Ανδρέας ακόμα και με αδρές πινελιές του θα απογείωνε τη συζήτηση, διότι δε διέθετε μόνο την τεχνική του χρωστήρα του λόγου αλλά γωρίζε άριστη Φυσική μέσα από τη Ιστορία της.
Για τους νεώτερους που ίσως δεν γνωρίζουν σε ποιον Ανδρέα αναφέρομαι, πρόκειται για τον Ανδρέα Ιώαννου Κασσέτα. Αναζητήστε κείμενά του στο διαδίκτυο και βιβλία του και απολαύστε με το σαγηνευτικό λόγο του Φυσική και διδακτική της Φυσικής.
Καλημέρα στη νησίδα που πάντα θα αναζητά τον Ανδρέα της ,ο οποίος βέβαια "ζει" μέσα από τα κείμενα που απλόχερα άφησε στο φωτεινό πέρασμα του… Και από την προτροπή του εγγύς του συνομιλητή … Η έννοια ΗΕΔ