Egzanp Kesyon ki pale sou Fòs Elektwomotè Endive (EMF)
Fòs elektwomotè endui (FE) se yon konsèp fondamantal nan elektwomayetis epi li souvan yon sijè kle nan leson fizik, ni nan lekòl segondè ni nan inivèsite. Konprann fòs elektwomotè endui a enpòtan anpil akòz aplikasyon laj li yo nan teknoloji modèn, tankou dèlko elektrik, transformateur ak lòt aparèy elektwonik. Nan atik sa a, nou pral diskite sou plizyè pwoblèm egzanp ak solisyon yo konsènan fòs elektwomotè endui pou nou ka apwofondi konpreyansyon nou sou konsèp sa a.
Entwodiksyon sou EMF Endive
Anvan nou fouye nan pwoblèm egzanp lan, an nou konprann konsèp debaz fòs elektwomotè endui a. Fòs elektwomotè endui a se fòs elektwomotè ki pwodui lè yo chanje flux mayetik nan yon sikwi. Se Michael Faraday ki te dekouvri fenomèn sa a pou premye fwa, se poutèt sa yo rele Lwa Faraday la. Matematikman, Lwa Faraday la deklare jan sa a:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} \]
Ki kote:
– \(\mathcal{E}\) se fòs elektromotè endui a (Vòlt)
– \(\Phi\) se flux mayetik la (Weber)
– \(d\Phi\) se chanjman nan flux mayetik la
– \(dt\) se chanjman nan tan an
Siy negatif nan ekwasyon an eksplike pa Lwa Lenz la, ki deklare ke direksyon fòs elektromotè pwovoke a toujou yon fason pou li opoze chanjman nan flux mayetik ki lakòz li.
Apre nou fin konprann prensip debaz teyori sa a, ann antre nan kesyon egzanp ak diskisyon sou yo.
Egzanp Kesyon 1
Kesyon:
Yon bobin gen 200 vire epi li mete nan yon chan mayetik omojèn ak yon mayitid chan mayetik \(B = 0,5 \) Tesla. Si sifas seksyonèl bobin lan se 0,1 m², kalkile fòs elektromotè endije ki pwodui si chan mayetik sou bobin lan chanje soti nan 0,5 T pou rive nan 0 nan 0,02 segonn.
Diskisyon:
Premyèman, nou kalkile chanjman nan flux mayetik la (\( \Delta \Phi \)):
\[
ΔPhi = N Δ(B ∈ A)
\]
Ki kote:
– \( N = 200 \) (kantite vire)
– \( B \) chanje soti nan 0,5 T pou rive nan 0 T (kidonk \( \Delta B = 0 – 0,5 = -0,5 \) T)
– \( A = 0,1 \) m²
Konsa:
\[
ΔPhi = 200 (-0,5 ≤ 0,1) = 200 (-0,05) = -10 Weber
\]
Apre sa, nou kalkile fòs elektromotè pwovoke a (\( \mathcal{E} \)):
\[
\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
\]
Kote \( \Delta t = 0,02 \) segonn, kidonk:
\[
E = -\frac{-10}{0,02} = 500 Vòlt
\]
Kidonk, fòs elektromotè endokrin ki pwodui a se 500 vòlt.
Egzanp Kesyon 2
Kesyon:
Yo mete yon bag metal ki gen yon dyamèt 10 cm nan yon chan mayetik ki chanje a yon vitès \(0,1 \) Tesla pa segonn. Kalkile fòs elektromotè endije ki pwodui nan bag la.
Diskisyon:
Pou kalkile fòs elektromotè pwovoke a, nou itilize lwa Faraday a epi nou kòmanse pa kalkile flux mayetik la:
\[
ΔPhi = ΔB ∫A
\]
Kote sifas seksyonèl bag la (\( A \)) se:
\[
A = ∫_{r}^2 = ∫_(d}^2)^2 = ∫_(0,1}{2})^2 = ∫_(400} m}^2
\]
Avèk vitès chanjman chan mayetik la \(\Delta B = 0,1\) T/sec:
\[
E = -N d Phi/dt = -N ΔB A}{Δt
\]
Piske chanjman nan \( \Delta t \) a konstan nan vitès, \( N =1 \) epi ranplase valè yo:
\[
E = – 1 (0,1) = – 4000 Vòlt
\]
Kidonk, fòs elektromotè endui ki pwodui nan bag la se \(\frac{\pi}{4000} \text{ Volt} \approx 0,000785 \text{ Volt}\).
Egzanp Kesyon 3
Kesyon:
Yon kondiktè dwat ki mezire 1 mèt longè deplase pèpandikilèman ak yon vitès 5 m/s nan yon chan mayetik inifòm 0,2 T. Ki fòs elektwomosyonèl (EMF) ki pwovoke nan kondiktè a?
Diskisyon:
Pou jwenn fòs elektromotè (EMF) pwovoke nan yon kondiktè k ap deplase, nou itilize fòmil sa a:
\[
E = B l v
\]
Ki kote:
– \(B = 0,2 \) T
– \(l = 1 \) m
– \(v = 5 \) m/s
Ranplase valè sa yo nan fòmil la:
\[
E = 0,2 × 1 × 5 = 1 Vòlt
\]
Kidonk, fòs elektromotè (EMF) endui ki pwodui nan kondiktè a se 1 Vòlt.
Konklizyon
Konprann fòs elektwomotè endui (EMF) ak Lwa Faraday a enpòtan anpil nan fizik, patikilyèman nan kontèks elektwomayetik. Egzanp ki anwo yo demontre divès aplikasyon konsèp sa a, tankou chan mayetik k ap chanje, kondiktè k ap deplase, ak lòt aplikasyon. Metrize metòd kalkil yo pou divès konfigirasyon sikwi ak sitiyasyon chan mayetik pral apwofondi konpreyansyon nou sou konsèp sa a epi fè li aplikab nan divès teknoloji modèn.
