Ramka kwadratowa o boku a=10cm jest umieszczona prostopadle do linii sił jednorodnego pola magnetycznego o indukcji B1=0.5T. Ile była równa siła elektromotoryczna indukcji, jeżeli indukcja pola magnetycznego zmalała jednostajnie w czasie t=0.04s do wartości B2=0.1T?
|
a = 10 cm = 0.1 m
B1 = 0.5 T
B2 = 0.1 T
t = 0.04 s
ε = ?
1. Siła elektromotoryczna (prawo Faradaya)
2. Strumień pola magnetycznego
|
|
|
Prawo Faradaya mówi nam, że siła elektromotoryczna SEM zależy od zmiany strumienia w czasie. Potrzebujemy zatem wyznaczyć zmianę strumienia w naszym znanym czasie t.
Strumień pola magnetycznego Φ o indukcji B przez powierzchnię o polu ΔS definiujemy jako:
gdzie α oznacza kąt, jaki tworzy wektor indukcji pola magnetycznego z prostą prostopadłą do powierzchni ΔS.
Zatem prawo Faradaya (czyli wzór na szukaną siłę elektromotoryczną) możemy zapisać:
W naszym przypadku powierzchnią ΔS jest powierzchnia, jaką tworzy ramka kwadratowa o boku a:
W zadaniu jest napisane, że ramka jest umieszczona w polu magnetycznym prostopadle do wektora B. Oznacza to, że prosta prostopadła do powierzchni ΔS jest nachylona do wektora indukcji B pod kątem prostym, czyli α=900. Dzięki temu:
Zmiana indukcji pola magnetycznego ΔB jest różnicą pomiędzy wartością końcową pola indukcji B2 a wartością początkową B1
Korzystając zatem ze wszystkich powyższych równań otrzymujemy:
Na koniec sprawdzimy poprawność jednostki:
Siła elektromotoryczna indukcji była równa 0,1 V.Monika Leniec
« powrót do listy zadańZnalazłeś błąd w materiale? Skontaktuj się z nami, przysyłając adres strony, na której znajduje się błąd i informację o tym, czego dotyczy błąd.
