by 
Δίπλα σε ένα ευθύγραμμο αγωγό πολύ μεγάλου μήκους που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, υπάρχει ένα ορθογώνιο αγώγιμο πλαίσιο ΑΓΔΕ. Ο αγωγός και το πλαίσιο ορίζουν κατακόρυφο επίπεδο.
i) Να εξετάσετε αν το πλαίσιο διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, όταν ο ευθύγραμμος αγωγός:
α) διαρρέεται από συνεχές ρεύμα έντασης Ι=2Α, με φορά προς τα πάνω.
β) διαρρέεται από ρεύμα της μορφής i=2ημ100πt, όπου η θετική φορά είναι προς τα πάνω.
ii) Στην δεύτερη περίπτωση με το εναλλασσόμενο ρεύμα:
α) Να βρεθεί η φορά του ρεύματος που διαρρέει το πλαίσιο τη χρονική στιγμή t1= 1/75s
β) Να εξετασθεί αν η πλευρά ΑΕ του πλαισίου δέχεται δύναμη από το μαγνητικό πεδίο του ευθύγραμμου αγωγού, τη χρονική στιγμή t2=0,025s και αν ναι, να προσδιοριστεί η κατεύθυνσή της
ή
Ο ευθύγραμμος αγωγός και το πλαίσιο
Ο ευθύγραμμος αγωγός και το πλαίσιο
καλή "πάσα" στο εναλλασσόμενο, Διονύση, αρκετά "ζόρικη" άσκηση πάντως
Καλημέρα Διονύση. Ωραία σκέψη. Το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να δημιουργήσει φαινόμενο επαγωγής (θα λέγαμε αμοιβαίας επαγωγής αλλά απαγορεύεται), σε ένα άλλο κύκλωμα. Μήπως στο βάθος υπάρχει και ο μετασχηματιστής και ψάχνεις τρόπο να τον νομιμοποιήσεις;
Θεωρώ πάντως πως δεν είναι εύκολο θέμα γα μαθητές, γιατί αν ρωτήσουν, η μαγνητική ροή για δεδομένο i (αν ολοκληρώσουμε) δεν είναι λογαριθμική συνάρτηση της απόστασης x; Βέβαια εμάς μας ενδιαφέρει η αναλογία της με το i και η δημιουργία της ΗΕΔ στο πλαίσιο.
Καλημέρα Βαγγέλη, καλημέρα Ανδρέα και σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Δεν το πάω στο μετασχηματιστή Ανδρέα, αλλά δεν πρέπει να γνωρίζει ο υποψήφιος ότι το Ε.Ρ. δημιουργεί γύρω του μαγνητικό πεδίο;
Δεν πρέπει να μπορεί να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι αν μεταβάλλεται η ένταση του ρεύματος θα μεταβάλλεται και η ένταση του μαγνητικού πεδίου;
Αν αυτό το καταλάβει, μετά …αναλαμβάνει η επαγωγή
Πολύ καλό θέμα.
Είναι ένα Β θέμα που θα δυσκόλευε τα παιδιά. Ένα ωραίο σημείο είναι το ότι η μαγνητική ροή, άσχετα αν την υπολογίζουμε ή όχι, είναι ανάλογη του i.
Καλησπέρα. Διονύση πάρα πολύ καλό θέμα, δυστυχώς εκτός πνεύματος… (λόγω των απειροστών διαμερίσεων του πλαισίου).
Καλησπέρα παιδιά.
Γιάννη και Στάθη σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Στάθη οι απειροστές διαμερίσεις, δεν χρειάστηκαν για κάποιο υπολογισμό, αλλά για ένα ποιοτικό αποτέλεσμα.
Αλλά τέτοιες διαμερίσεις δεν έχουμε στην παρακάτω ερώτηση του σχολικού;
Καλησπέρα Διονύση.Πολύ καλό θέμα.Κάτι μου λέει ότι ήθελεs να βάλειs και ερώτημα με το πλαίσιο να κινείται με σταθερή ταχύτητα στη περίπτωση του συνεχούs ρεύματοs αλλά το άφησεs για να αναδείξειs τα φαινόμενα επαγωγήs μόνο στο εναλλασσόμενο.ρεύμα.
Καλησπέρα Γιάννη, σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Το ερώτημα που αναφέρεις, το "έχω έτοιμο" σε άλλη άσκηση, εδώ στόχευσα στο Ε.Ρ….
Διονύση καλησπέρα. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα οι περισσότεροι θα επιλέξουν απ' ευθείας Steiner. Πέραν αυτού τα περισσότερα παιδιά δυσκολεύονται να καταλαβαίνουν την σχέση του στιγμιαίου ρυθμού μεταβολής με την κλίση στο αντίστοιχο διάγραμμα (πολλές φορές μου λένε ότι ούτε όταν διδάσκονται παραγώγους επιμένουν σε αυτό). Έχω την εντύπωση (κατ' ουσίαν είμαι σίγουρος) ότι, στην πράξη, οι διαμερίσεις έχουν τεθεί εκτός… φυσικά εσύ καλώς τις επισημαίνεις!
Καλησπέρα Στάθη.
Η σωστή απόδειξη στην πόρτα, είναι να κοπεί σε "φέτες", όπου η καθεμιά να θεωρηθεί λεπτή ράβδος για να μπορεί να ληφθεί η εξίσωση για τη ροπή αδράνειας και στη συνέχεια να γίνει η πρόσθεση (το ολοκλήρωμα ουσιαστικά…). Το τι θα κάνουν οι μαθητές (καλύτερα τι τους διδάσκουμε ότι πρέπει να κάνουν) είναι άλλη ιστορία!
Με την ίδια όμως λογική (πάρτο λίγο ανάλαφρα…), θα μπορούσε να δοθεί η εξίσωση της έντασης για ένα τυχαίο σημείο, να επισημανθεί ότι είναι ανάλογη της έντασης του ρεύματος, οπότε στο Ε.Ρ. που η ένταση μεταβάλλεται ημιτονοειδώς, ημιτονοειδώς θα μεταβάλλεται και η ένταση Β του πεδίου… Οπότε, αφού αυτό συμβαίνει για κάθε σημείο και η ολική μαγνητική ροή θα μεταβάλλεται επίσης ημιτονοειδώς με το χρόνο…
Η παραπάνω "επιχειρηματολογία", μπορεί να υστερεί από μαθηματική στήριξη, αλλά το φυσικό περιεχόμενο, το …κουβαλάει!
Διονύση όσον αφορά την πόρτα: Θα μπορούσε ο μαθητής να θεωρήσει κάθε μέρος της ως ένα ομογενές στερεό με άγνωστη ροπή αδράνειας, αλλά με το ίδιο σχήμα και τις ίδιες διαστάσεις. Τότε αυτήν με την μεγαλύτερη πυκνότητα θα είχε την μεγαλύτερη ροπή αδράνειας ως προς τον άξονα του cm. Από εκεί και πέρα μπορεί να εφαρμόσει Steiner ως προς κάθε άκρο.
Αυτό όμως που θέλω να τονίσω είναι άλλο: Αν ποτέ πέσει θέμα όπου θα απαιτούνται διαμερίσεις, πολλοί θα βγουν στα …κεραμίδια (εικάζω ότι πρώτοι, αλλά όχι μόνοι, θα είναι οι φροντιστές, δεν θα είμαι ένας από αυτούς) και νομίζω πως κανένας δεν θέλει να αναλάβει την ευθύνη.
Προφανώς συμφωνώ με ότι γράφεις (όπως το "…Η παραπάνω "επιχειρηματολογία", μπορεί να υστερεί από μαθηματική στήριξη, αλλά το φυσικό περιεχόμενο, το …κουβαλάει!").
Στάθη συμφωνώ με τα παραπάνω. Και για την εναλλακτική δικαιολόγηση της ροπής αδράνειας, αλλά κυρίως για το δεύτερο:
Ούτε και γω περιμένω κάποιος να αναλάβει την ευθύνη να βάλει κάτι στις εξετάσεις που δεν έχει διδαχτεί αυτούσιο σε σχολεία και φροντιστήρια…
Καλημέρα και από εδώ Διονύση
Ωραίο θέμα. Πολύ καλό σημείο στη λύση το ότι απέφυγες να υπολογίσεις το άθροισμα των επί μέρους ροών (σε άλλη περίπτωση μπορεί να είναι απαραίτητο) και στηριζόμενος στην αναλογία ροής – ρεύματος ευθύγραμμου αγωγού και στην κλίση απάντησες στο τελευταίο ερώτημα.
Ούτε παραγγελία να είχα κάνει
Προσπαθώ κι εγώ με τον Η/Μ γενικότερα και κολλήσαμε στην 37 άσκηση του σχολικού
Ευχαριστώ πολύ Διονύση
υ.γ ίσως το πιο σωστό είναι : κολλήσαμε και στην άσκηση 37
Καλημέρα Κώστα.
Χαίρομαι αν πρόκειται να φανεί χρήσιμη.