فیزیک (2) - ریاضی فیزیک صفحه ۱۱۴

پدیده هایی که منجر به تولید جریان القایی در پرسش مدار 1ـ4 می‌شود، تغییر شار مغناطیسیفصل 4 سیملوله است. بنابر قانون فاراده، هرگاه شار کدام یک از مغناطیسی ای که یکاهای (الف) از زیر مدار معادل بسته یکای ای و ممثال 4 ـ 2 نیروی محرکه ای در آن القا می‌شود که پرسش بزرگی 1ـ4 آن / A با V آهنگ تغییر شار V مغناطیسی مپیچه ای شامل 200 دور که مساحت هر ٔ حلقه آن 25cm 2 است، هرچه مطابق تمرین آهنگ شکل ـ4 تغییر 1 روبه رو شار بین قطب مغناطیسی های بیشتر کدام یک یک باشد، از نیروی یکاهای ٔ محرکه زیر القایی معادل و در یکای وبر نتیجه بر جریا ثانیآهنربای الکتریکی قرار گرفته است که میدان مغناطیسی یکنواخت در تولید مدار می‌الف) بیشتر کند. حلقه خط خواهد ای به های بود. مثال ً میدان مساحت در بر 2 سطح 25cm آزمایش V / A اکنون های درون → که با S مربوط میدان به تعریف شکل و مغناطیسی های V مفهوم ،1ــ4 شار یکنواخت 2ــ4 و مغناط درونپیچه عمودند. اگر ٔ اندازه میدان در ٔ بازه زمانی 2/ 0ms از 0/18T به که شار سبب 0/22T تغییر شار مغناطیسی افزایش یابد، عبوری مغناطیسی از می‌حلقه شود، را به سریع تر دست B انجام الکترومغناطیسی آورید. که شود، در ٔ عقربه بخش قبل گالوانومتر بیشتر بررسیالف) نیروی ٔ محرکه القایی متوسط ایجاد شده در پیچه چقدر این است؟ نشان ب) می‌اگر دهد که مطابق جریان شکل ب و القایی بدون اکنون بزرگ پدیده که تغییر تری با به هایی → B ، که وجود تعریف N و منجر آمده به مساحت مفهوم تولید است. سطح شار حلقه جریان را به 2 القایی مغناطیسی cm در آشب) اگر مقاومت پیچه Ω 10 باشد، جریان القایی متوسط که از پیچه این می‌قانون گذرد وضعیت فاراده به چقدر برای دست است؟ پیچه یا آورید. سیملوله ای که سیملوله از الکترومغناطیسی N که دور است. در بنابر مشابه 0 بخش قانون قبل تشکیل شده فاراده، بررسی باشد با هرگاه کردیم. رابط شارپاسخ: الف) نیم خط عمود بر سطح حلقه های پیچه را همسو با → B می‌گیریم. پ) با)2ــ4(اگر توجه این به داده تغییر های شار در مسئله پدیده ٔ بازه هایی داریم: که زمانی نیروی s منجر 0/2 محرکه به = ای ∆t تولید در رخ آن داده جریان القا می‌باشد، القایی شو در که آهنگ مدار م تغییر بزرگیt = 2/0ms ∆ A = 25cm 2 θ = 0 سیملوله هرچه دور است. آهنگ بنابر = 200 تغییر N قانون شار فاراده، مغناطیسی هرگاه شار بیشتر باشد، مغناطیدر این = ? رابطه av ε ℰ نیروی ٔ محرکه = 0/22T نیروی B 2 در القایی محرکه مدار ای متوسط در 0/18T بیشتر آن B 1 = القا برحسب خواهد → می‌ولت بود. شود مث ∆t ال ً که / در ∆Φ بزرگی آن آزمایش آهنگ با ها تغ= 4/ 5 * 10 -4 Wb) ° برحسب 2)(cos0 وبر m بر 10 -3 ثانیه 5 * 18T)(2/ (Wb/s) هرچه است. (0/ = که اگر θ آهنگ سبب cos تغییر A مقاومت 1 تغییر B شار = پیچه 1 شار یا Φ B مغناطیسی سیملوله مغناطیسی بیشتر می‌برابر R شود، باشد، باشد، سریع نیروی ج تر= 5/5 * 10 -4 Wb) ° در آن از 2 m)(cos0 ٔ رابطه 10 -3 زیر 5 * محاسبه می‌در (0/22T)(2/ شود: مدار = این θ بیشتر cos نشان 2 A می‌خواه = B دهد 2 بود. Φ که مثال ً جریان در القایی آزمایش های بزرگ تری مربوطبه این ترتیب، تغییر شار مغناطیسی برابر است با:)3ــ4(که سبب (الف) تغییر قانون شار فاراده مغناطیسی برای می‌پیچه یا شود، سریع سیملوله تر ای که انجام از= 1/0 * 10 -4 Wb Wb) * 10 -4 پرسش (4/5 - 1ـ4 Wb) 5 *10 -4 این (5/ = نشان 1 Φ می‌- دهد 2)2ــ4(Φ که = جریان ∆Φ القایی بزرگ تری به وجودبا قرار دادن این مقدار و داده های باال در ٔ رابطه 2ــ4 داریم: همان کدام طور که یک از ٔ رابطه یکاهای 3ــ4 زیر دیده معادل قانون می‌یکای فاراده شود، وبر بر برای هرچه ثانیه پیچه یا مقاومت (Wb/s) پیچه سیملوله یا ای است؟ که از مداری N که دور درV تغییر 10 − می‌ = کند، / Wb A 3 − 4 − V بیشتر 10 × 0 باشد، 1 /) جریان 200 (− V = کوچک)2ــ4(در ∆ ∆Φ تری این N در − آن = رابطه av القا ε ℰ می‌نیروی شود. A ٔ محرکه القایی متوسب) با توجه به ٔ رابطه ،3ــ4 جریان القایی متوسط در پیچه برابر است با: اکنون s که با 10 × / 0 تعریف 2 و مفهوم در 10 V در شار این − t آن برحسب از رابطه ε ℰ وبر مغناطیسی ٔ بر رابطه زیر نیروی ثانیه آشنا شدید ٔ محرکه محاسبه (Wb/s) می‌القایی دوباره است. شود: اگر نگاهی متوسط مقاو می‌برحالکترومغناطیسی که A در 1 / 0 − بخش = Ω قبل برحسب 10 وبر = بر بررسی R av ثانیه = کردیم. I av(Wb/s) همان طور است. که اگر گفتیم مقاومت عامل پیچمثال 4 ـ 3 پدیده هایی که منجر به تولید در آن جریان از القایی ٔ رابطه در)3ــ4(زیر مدار می‌محاسبه می‌شود، شود: تغییر شار مغناطیسیتغییرات شار مغناطیسی که از یک حلقه می‌گذرد برحسب زمان سیملوله در است. بنابر قانون فاراده،)3ــ4(هرگاه همان شار طور که (Wb) از Φ مغناطیسی ای ٔ رابطه که از 3ــ4 مدار دیده می‌بسته شود اینمودار شکل الف نشان داده شده است. نمودار نیروی ٔ محرکه القایی نیروی در محرکه ای در آن القا می‌شود که تغییر می‌بزرگی کند، آن با بیشتر −3 آهنگ 10 × باشد، 1/0 تغییر جریان شار کوچک مغناطیسی تریحلقه را برحسب زمان در هریک از بازه های زمانی ،(0, 10s) هرچه (10s, 30s) و آهنگ تغییر شار مغناطیسی همان بیشتر طور که باشد، از نیروی ٔ رابطه ٔ محرکه 3ــ4 دیده القایی و می‌در شود، نتیجه هرچه جر(30s, 40s) رسم کنید. در مدار بیشتر t(s) خواهد 40 بود. مثال ً 30 تغییر در می‌کند، آزمایش های بیشتر 10 باشد، مربوط به جریان شکل های کوچک تری ،1ــ4 در 2ــ4 آن وپاسخ: همان طور که در نمودار شار مغناطیسی برحسب زمان دیده که می‌سبب شود تغییر شار مغناطیسی می‌شود، (الف) سریع تر انجام شود، (V) ℰ ٔ عقربه گالوانومتر بیشتردر ٔ بازه زمانی صفر تا 10s شار به صورت خطی افزایش می‌یابد. این در نشان نتیجه می‌دهد که جریان القایی بزرگ تری به وجود 4 − آمده 10 1/0× است.مقدار لحظه ای آهنگ تغییر شار با مقدار متوسط آن برابر است. به این قانون ترتیب، (s) فاراده t برای 40 پیچه یا 30 سیملوله ای که از N 10 دور مشابه تشکیل شده باشد با رابدر تمامی‌لحظات این ٔ بازه زمانی، نیروی ٔ محرکه القایی با نیروی ٔ محرکه القایی)2ــ4((ب) −4 10 1/0× −متوسط برابر است:V 4 − 10 × 0 / 1 − = 0 (− Wb 3 − 10 × 0 / 1) (1) − = در ∆Φ این N − = رابطه av ε ℰ نیروی ٔ محرکه القایی متوسط برحسب ولت و ∆t / ∆Φ آهنگدر بازه زمانی 10s تا 30s شار ثابت مانده 10 s است. در نتیجه نیروی t ∆ برحسب ٔ محرکه وبر بر القایی ثانیه در تمامی‌(Wb/s) است. لحظات اگر این ٔ بازه مقاومت زمانی پیچه یا برابر صفر سیملوله برابر R باشد، جاست. در ٔ بازه زمانی 30s تا 40s شار به صورت خطی کاهش یافته در و آن از سرانجام ٔ رابطه صفر زیر شده محاسبه است. می‌شود: بنابراین شبیه آنچه در مورد ٔ بازهزمانی صفر تا 10s گفتیم، نیروی ٔ محرکه القایی در تمام لحظات این بازه با)3ــ4(مقدار متوسط نیروی محرکه در این ٔ بازه زمانی برابر ومساوی 10 -4 V .است1/0× نمودار نیروی ٔ محرکه القایی برحسب زمان در همان طور شکل که ب از رسم ٔ رابطه شده 3ــ4 است. دیده می‌شود، هرچه مقاومت پیچه یا مداری که د114 تغییر می‌کند، بیشتر باشد، جریان کوچک تری در آن القا می‌شود.