405. Indukcja elektromagnetyczna - prąd indukcyjny.
2021-04-15

Strona główna

Zbiór zadań do matury i z matur Zbiór zadań z fizyki - egzamin maturalny - plik pdf

405. Wytwarzamy prąd indukcyjny w jednorodnym polu magnetycznym

Indukcja elektromagnetyczna - prąd indukcyjny

Zadanie

Strona na telefon

Grube miedziane szyny i prostopadła miedziana poprzeczka tworzą literę U.

Szyny i poprzeczka umieszczone są w jednorodnym polu magnetycznym B.

Pole magnetyczne ma kierunek pionowy - prostopadły do górnej płaszczyzny szyn.

Poprzeczka ślizga się po szynach ze stałą szybkością. Poprzeczka jest prostym przewodnikiem o oporze R.

Znaleźć natężenie I prądu płynącego w tym obwodzie.

W rozwiązaniu zadania zastosujemy zależności opisujące siłę elektrodynamiczną i indukcję elektromagnetyczną.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej polega na wytwarzaniu prądu przez zmieniające się, w obrębie zamkniętego przewodnika, pole magnetyczne.

Spełniła się przepowiednia Faraday'a, że nastaną czasy, kiedy od wykorzystania zjawiska indukcji elektromagnetycznej będziemy płacić podatki.

Wystarczy tylko wymienić kilka zastosowań zjawiska indukcji elektromagnetycznej:

telefonia komórkowa
radio
telewizja
telefony
energetyka
komputery
prądnice i alternatory
silniki elektryczne
ładowarki do akumulatorów, baterii do telefonów i aparatów fotograficznych
zasilacze
twarde dyski komputerów
bankomaty
urządzenia do głosowania w Sejmie Rzeczypospolitej Polskiej

Bez tych urządzeń trudno wyobrazić sobie dzisiejszy świat. Nawet anegdota o starożytnych oglądających telewizję przy świecach zakłada istnienie urządzeń wykorzystujących zjawisko indukcji elektromagnetycznej.

Na ciało o masie m spoczywające na poziomym torze zaczyna w pewnej chwili działać pozioma niezrównoważona siła o stałej wartości F. Jaką drogę s przebędzie ciało w ciągu czasu t działania siły?

Zadanie

Grube miedziane szyny i poprzeczka tworzą literę U.
Szyny i poprzeczka umieszczone są w jednorodnym polu magnetycznym B.

Pole magnetyczne ma kierunek pionowy - prostopadły do górnej płaszczyzny szyn.

Poprzeczka ślizga się po szynach ze stałą szybkością. Poprzeczka to prosty przewodnik o oporzeelektrycznym R.

Znaleźć natężenie I prądu płynącego w tym obwodzie.

W rozwiązaniu wykorzystamy:

prawo Faraday'a indukcji elektromagnetycznej;
prawo Ohma dla obwodu.

Do rozwiązania założymy następujące uproszczenia fizyczne (czyli idealizacje):

pole magnetyczne jest stałe i jednorodne;
powstający prąd nie wpływa na pole magnetyczne;
przewodnik ma stały opór elektryczny;
przewodnik porusza się ze stała szybkością;
szyny po których porusza się pręt są od siebie oddalone o stałą odległość

Właściwe rozwiązanie na wzorach umieszczone jest w ramce

prąd indukcyjny - proste wykorzystanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej

prąd indukcyjny - proste wykorzystanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej

Zadanie kończymy na podaniu wzoru, który z powodu zastosowanych założeń ma ograniczone zastosowanie.

Zbiór zadań do matury i z matur Zbiór zadań z fizyki - egzamin maturalny - plik pdf

Ale tak to jest, gdy stosuje się modele idealne.

Podobnie dzieje się w świecie innych modeli lub modelek. Często mają one i oni ograniczone możliwości wykorzystania swych walorów.
Ale nikt nie kwestionuje stosowanych tam uproszczeń i upiększeń za pomocą kosmetyków.

W zadaniu wykorzystaliśmy prawo indukcji elektromagnetycznej Faraday'a.

Prawo indukcji Faraday'a podane jest dla skończonego przedziału czasu. Musi więc opisywać wielkości średnie. Do obliczeń stosowanych chociażby w komputerach możemy przyjmować wyłącznie przedziały skończone i związane z tym wartości średnie wielkości podstawianych i obliczanych.

Zbiór zadań z fizyki - egzamin maturalny - plik pdf

9700. ATOM

9000. Mechanika

9200. OPTYKA

9005. grawitacja

9601. Elektrostatyka

9602. Magnetyzm

9603. Prąd elektryczny

Energia

9007. Szybkość ruchu

9001. Kinematyka

9003. RUCH PO OKRĘGU

9002. Dynamika

9600. Elektromagnetyzm

9011. Rzuty

1141. Wzory z fizyki - wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

2. Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

223. Energia potencjalna grawitacyjna w centralnym polu grawitacyjnym

7. Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

1130. Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

1074. Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

10. Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

432. Rozwiązane zadania z kinematyki

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Zbiór zadań z fizyki - egzamin maturalny - plik pdf

4001. Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

241. Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

9700. ATOM

9000. Mechanika

9200. OPTYKA

9005. grawitacja

9601. Elektrostatyka

9602. Magnetyzm

9603. Prąd elektryczny

9006. Energia

9007. Szybkość ruchu

9001. Kinematyka

9003. RUCH PO OKRĘGU

9002. Dynamika

9600. Elektromagnetyzm

9011. Rzuty

Zbiór zadań do matury i z matur Zbiór zadań z fizyki - egzamin maturalny - plik pdf

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?

2021-01-07 16:55

Strona główna