Πρακτική στο νόμο του Faraday, γνωστός και ως νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Εκμεταλλευτείτε την ευκαιρία για να διευκρινίσετε τις αμφιβολίες σας με τις σχολιασμένες αποφάσεις.
ερώτηση 1
Μια μαγνητική ροή διέρχεται από έναν βρόχο, αρχικά με 6000 Wb και, 2 δευτερόλεπτα αργότερα, με 2000 Wb. Σε αυτή την περίπτωση, προσδιορίστε την επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη.
Απάντηση: 2000V
Η ηλεκτροκινητική δύναμη είναι η αναλογία μεταξύ της μεταβολής της μαγνητικής ροής με την πάροδο του χρόνου.
Αντικατάσταση των τιμών στον τύπο:
Ερώτηση 2
Για να ληφθεί μια ηλεκτροκινητική δύναμη με τιμή 4 V σε χρονικό διάστημα 5 δευτερολέπτων, ποια πρέπει να είναι η μεταβολή της μαγνητικής ροής;
Απάντηση: 20 Wb
Το μέτρο της ηλεκτροκινητικής δύναμης σχετίζεται με τη μεταβολή της μαγνητικής ροής μέσω της εξίσωσης:
Έτσι, η μαγνητική ροή θα είναι:
Το αρνητικό πρόσημο υποδεικνύει ότι η αλλαγή στη μαγνητική ροή συμβαίνει προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη μεταβολή που θα δημιουργούσε το θετικό EMF.
Ερώτηση 3
Ας υποθέσουμε ότι ένα κλειστό κύκλωμα που αποτελείται από ένα πηνίο (τύλιγμα αγώγιμου σύρματος σε μορφή στροφών) είναι συνδεδεμένο σε ένα αμπερόμετρο. Ένας μαγνήτης είναι τοποθετημένος μέσα στο πηνίο. Και ο μαγνήτης και το κύκλωμα μπορούν να κινηθούν, αλλά μόνο προς την ίδια κατεύθυνση. Αξιολογήστε τις παρακάτω προτάσεις και προσδιορίστε τη μοναδική στην οποία δεν θα υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα.
α) Το αμπερόμετρο θα δείξει μια ένδειξη ρεύματος εάν ο μαγνήτης πλησιάσει το πηνίο, διατηρώντας σταθερό.
β) Το αμπερόμετρο θα δείξει μια ένδειξη ρεύματος εάν το πηνίο πλησιάσει τον μαγνήτη, διατηρημένο σταθερό.
γ) Το αμπερόμετρο θα δείξει μια ένδειξη ρεύματος εάν ο μαγνήτης και το πηνίο κινούνται και οι δύο, σε αντίθετες κατευθύνσεις και με την ίδια ταχύτητα.
δ) Το αμπερόμετρο θα δείξει μια ένδειξη ρεύματος εάν ο μαγνήτης και το πηνίο κινούνται και τα δύο, προς την ίδια κατεύθυνση και με την ίδια ταχύτητα.
Σύμφωνα με το νόμο του Faraday, ένα ρεύμα σχηματίζεται όταν ένας μαγνήτης κινείται μέσω ενός βρόχου, όπου η σχετική κίνηση μεταξύ τους παράγει μια διακύμανση στο μαγνητικό πεδίο.
Έτσι, εάν και τα δύο κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση και με την ίδια ταχύτητα, δεν υπάρχει σχετική κίνηση, επομένως, καμία μεταβολή στη μαγνητική ροή, χωρίς να παράγει ρεύμα.
Ερώτηση 4
(EEAR 2016) Συσχετίστε σωστά τους νόμους του ηλεκτρομαγνητισμού με τις δηλώσεις που περιγράφονται παρακάτω: ( ) Νόμος του Faraday ( ) Νόμος του Lenz ( ) Νόμος του Ampere.
ΕΓΩ. «Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος που προκαλείται από τη μεταβολή της μαγνητικής ροής σε ένα κλειστό κύκλωμα είναι τέτοια που τα αποτελέσματά του τείνουν να αντιτίθενται στη διακύμανση της ροής που το προκάλεσε».
II. «Για έναν άπειρο ευθύ αγωγό που μεταφέρεται από ηλεκτρικό ρεύμα έντασης i, το μέγεθος του διανύσματος μαγνητικού πεδίου Β σε ένα σημείο P, που βρίσκεται σε απόσταση r από αυτόν τον αγωγό, θα είναι αντιστρόφως ανάλογο με την απόσταση r και ευθέως ανάλογο με Εγώ".
III. «Η ηλεκτροκινητική δύναμη που προκαλείται σε έναν βρόχο είναι ευθέως ανάλογη με τη διακύμανση της μαγνητικής ροής που διέρχεται από αυτόν και αντιστρόφως ανάλογη με το χρονικό διάστημα στο οποίο συμβαίνει αυτή η μεταβολή». Από τις παρακάτω εναλλακτικές, η σωστή είναι:
α) I – II – III
β) II – III – I
γ) III – I – II
δ) III – II – I
Ερώτηση 5
(UFRN 2010) Ο Άγγλος Michael Faraday (1791 – 1867) μπορεί να θεωρηθεί ένας από τους επιστήμονες με τη μεγαλύτερη επιρροή όλων των εποχών και τα επιστημονικά του έργα εξακολουθούν να έχουν επιπτώσεις στην κοινωνία σήμερα επιστημονικό-τεχνολογικό. Ένα από τα πιο σημαντικά από αυτά τα έργα είναι ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής που φέρει το όνομά του – Νόμος του Faraday –, ο οποίος ασχολείται με μια πειραματική κατάσταση που περιλαμβάνει τον μαγνήτη και έναν βρόχο. Αυτός ο νόμος μπορεί να δηλωθεί ως εξής: «η ηλεκτροκινητική δύναμη που προκαλείται σε έναν κλειστό βρόχο είναι ανάλογη με τη διακύμανση της μαγνητικής ροής που τη διασχίζει και αντιστρόφως ανάλογη με το χρονικό διάστημα στο οποίο συμβαίνει αυτό. παραλλαγή".
Σε σχέση με το Νόμο που αναφέρεται στο κείμενο, είναι σωστό να δηλωθεί ότι η ηλεκτροκινητική δύναμη που προκαλείται στον βρόχο
α) εξαρτάται από το γινόμενο της μεταβολής της μαγνητικής ροής μέσω του βρόχου και το χρονικό διάστημα.
β) δεν εξαρτάται από τη σχετική κίνηση μεταξύ του μαγνήτη και του βρόχου.
γ) εξαρτάται από τη σχετική κίνηση μεταξύ του μαγνήτη και του βρόχου.
δ) δεν εξαρτάται από την αναλογία μεταξύ της μεταβολής της μαγνητικής ροής μέσω του βρόχου στο χρονικό διάστημα.
Είναι ακριβώς η σχετική κίνηση μεταξύ του βρόχου και του μαγνήτη που παράγει τη μεταβολή της μαγνητικής ροής.
Ερώτηση 6
(UCS 2015) Η Κόστα Ρίκα, το 2015, έφτασε πολύ κοντά στο να παράγει το 100% της ηλεκτρικής της ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η υδροηλεκτρική, η αιολική και η γεωθερμία. Ο νόμος της Φυσικής που επιτρέπει την κατασκευή γεννητριών που μετατρέπουν άλλες μορφές ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια είναι ο νόμος του Faraday, ο οποίος μπορεί να οριστεί καλύτερα από την ακόλουθη δήλωση:
α) κάθε ηλεκτρικό φορτίο παράγει ένα ηλεκτρικό πεδίο με ακτινική διεύθυνση, η διεύθυνση του οποίου είναι ανεξάρτητη από το πρόσημο αυτού του φορτίου.
β) κάθε ηλεκτρικό ρεύμα, σε ένα αγώγιμο σύρμα, παράγει ένα μαγνητικό πεδίο με ακτινική κατεύθυνση προς το σύρμα.
γ) ένα ηλεκτρικό φορτίο, σε ηρεμία, βυθισμένο σε μαγνητικό πεδίο υφίσταται κεντρομόλο δύναμη.
δ) η ηλεκτροκινητική δύναμη που προκαλείται σε έναν βρόχο είναι ανάλογη του ρυθμού μεταβολής της μαγνητικής ροής σε σχέση με το χρόνο που απαιτείται για να γίνει αυτή η μεταβολή.
ε) κάθε ηλεκτρομαγνητικό κύμα γίνεται μηχανικό κύμα όταν περνά από ένα πυκνότερο μέσο σε ένα λιγότερο πυκνό.
Η επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη είναι η αναλογία μεταξύ της διακύμανσης της μαγνητικής ροής και του χρονικού διαστήματος. Μπορεί να εκφραστεί με τον τύπο:
Δείτε περισσότερα για Νόμος του Faraday - Νόμος της Επαγωγής.
Δείτε επίσης:
- Σταθερά Faraday
- Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
- Μαγνητική δύναμη: τύπος, κανόνες και ασκήσεις
ΑΣΘ, Ραφαήλ. Ασκήσεις νόμου του Faraday (ηλεκτρομαγνητική επαγωγή).Όλα έχουν σημασία, [ν.δ.]. Διαθέσιμο σε: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-lei-de-faraday/. Πρόσβαση σε:
Δείτε και εσείς
- Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
- Ο νόμος του Faraday
- Ασκήσεις στο Νόμο του Ohm με απαντήσεις
- Ασκήσεις για το Νόμο του Κουλόμπ (Ηλεκτρική Δύναμη)
- Ασκήσεις για τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής
- Ο νόμος του Lenz
