Ohatra amin'ny fanontaniana momba ny hery elektrika vokarin'ny herinaratra (EMF)
Ny hery elektromagnetika voatarika (EMF) dia foto-kevitra fototra amin'ny elektromagnetisma ary matetika lohahevitra fototra amin'ny lesona fizika, na any amin'ny lise na any amin'ny oniversite. Ny fahatakarana ny emf voatarika dia tena ilaina noho ny fampiharana azy miely patrana amin'ny teknolojia maoderina, toy ny mpamokatra herinaratra, transformer, ary fitaovana elektronika hafa. Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia hiresaka momba ny olana maromaro sy ny vahaolana amin'izany momba ny emf voatarika isika mba hampitomboana ny fahatakarantsika ity foto-kevitra ity.
Fampidirana ny EMF voatosika
Alohan'ny hidirantsika amin'ny ohatra amin'ny olana, andeha aloha hojerentsika ny foto-kevitra fototra momba ny emf induced. Ny emf induced dia ny hery elektromotiva vokarin'ny fiovan'ny flux magnetika ao anaty circuit. Ity trangan-javatra ity dia hitan'i Michael Faraday voalohany, noho izany ny anarana hoe Lalàn'i Faraday. Amin'ny matematika, ny Lalàn'i Faraday dia voalaza toy izao:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} \]
Aiza:
– Ny EMF vokarin'ny herinaratra (Volts) no \(\mathcal{E}\)
– Ny fikorianan'ny andriamby (Weber) dia ny \(\Phi\)
– Ny fiovan'ny fikorianan'ny andriamby dia ny \(d\Phi\)
– Ny fiovan'ny fotoana dia ny \(dt\)
Ny famantarana ratsy ao amin'ny fampitoviana dia hazavain'ny Lalàn'i Lenz, izay milaza fa ny lalana izoran'ny EMF voatsindry dia toy izany hatrany ka manohitra ny fiovan'ny flux andriamby izay miteraka azy.
Rehefa avy mahatakatra ny fototry ny ity teoria ity isika dia andeha hiditra amin'ny ohatra amin'ny fanontaniana sy ny fifanakalozan-kevitra momba azy ireo.
Ohatra amin'ny Fanontaniana 1
Fanontaniana:
Misy fihodinana 200 ny bobine iray ary apetraka ao anaty saha magnetika homogeneous miaraka amin'ny haben'ny saha magnetika \(B = 0,5 \) Tesla. Raha 0,1 m² ny velaran'ny fizarana amin'ny bobine, kajio ny EMF vokarina raha miova avy amin'ny 0,5 T ho 0 ao anatin'ny 0,02 segondra ny saha magnetika eo amin'ny bobine.
Dinika:
Voalohany, kajintsika ny fiovan'ny fikorianan'ny andriamby (\( \Delta \Phi \)):
\[
Delta Phi = N Delta (B A)
\]
Aiza:
– \( N = 200 \) (isan'ny fihodinana)
– Miova avy amin'ny 0,5 T ho 0 T ny \( B \) (ka \( \Delta B = 0 – 0,5 = -0,5 \) T)
– \( A = 0,1 \) m²
Amin'izay mba:
\[
DeltaPhi = 200 (-0,5 0,1) = 200 (-0,05) = -10 Weber
\]
Manaraka izany, kajintsika ny EMF voatarika (\( \mathcal{E} \)):
\[
\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
\]
Izay \( \Delta t = 0,02 \) segondra, ka:
\[
\mathcal{E} = -\frac{-10}{0,02} = 500 \text{ Volts}
\]
Noho izany, ny EMF vokarina dia 500 Volts.
Ohatra amin'ny Fanontaniana 2
Fanontaniana:
Misy peratra metaly mirefy 10 sm ny savaivony apetraka ao anaty saha magnetika izay miova amin'ny tahan'ny \(0,1 \) Tesla isan-tsegondra. Kajio ny emf vokarin'ny peratra.
Dinika:
Mba hikajiana ny EMF voatarika, dia mampiasa ny Lalàn'i Faraday isika ary manomboka amin'ny fikajiana ny fikorianan'ny andriamby:
\[
Delta Phi = Delta B A
\]
Izay ahitana ny velaran'ny fizarana miampita amin'ny peratra (\( A \)):
\[
A = \pi r^2 = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{0,1}{2}\right)^2 = \frac{\pi}{400} \text{ m}^2
\]
Miaraka amin'ny tahan'ny fiovan'ny saha magnetika \(\Delta B = 0,1\) T/seg:
\[
\mathcal{E} = -N \frac{d \Phi}{dt} = -N \cdot \frac{\Delta B \cdot A}{\Delta t}
\]
Koa satria tsy miova ny tahan'ny fiovan'ny \( \Delta t \), \( N = 1\) ary soloo ireto sanda ireto:
\[
\mathcal{E} = – 1 \cdot \left( 0,1 \cdot \frac{\pi}{400} \right) = – \frac{\pi}{4000} \text{ Volt}
\]
Noho izany, ny EMF voatsindry vokarina ao amin'ny peratra dia \(\frac{\pi}{4000} \text{ Volt} \approx 0,000785 \text{ Volt}\).
Ohatra amin'ny Fanontaniana 3
Fanontaniana:
Mihetsika mifanitsy amin'ny hafainganam-pandeha 5 m/s ao anaty saha magnetika mitovy 0,2 T ny mpitondra herinaratra mahitsy mirefy 1 metatra. Inona ny EMF ateraky ny mpitondra herinaratra?
Dinika:
Mba hahazoana ny EMF voatarika ao anaty conducteur mihetsika, dia mampiasa ny raikipohy isika:
\[
\mathcal{E} = B \cdot l \cdot v
\]
Aiza:
– \( B = 0,2 \) T
– \( l = 1 \) m
– \( v = 5 \) m/s
Soloy ao amin'ny raikipohy ireto soatoavina ireto:
\[
E = 0,2 x 1 x 5 = 1 Volt
\]
Noho izany, ny EMF vokarin'ny mpitarika dia 1 Volt.
Famaranana
Tena ilaina amin'ny fizika ny fahatakarana ny hery elektromotivika (EMF) sy ny lalàn'i Faraday, indrindra amin'ny sehatry ny elektromagnetika. Ireo ohatra etsy ambony ireo dia mampiseho ny fampiharana isan-karazany an'io foto-kevitra io, anisan'izany ny fiovan'ny saha magnetika, ny mpitondra herinaratra mihetsika, ary fampiharana hafa. Ny fahaizana mifehy ny fomba kajy ho an'ny firafitry ny faritra samihafa sy ny toe-javatra misy ny saha magnetika dia hampitombo ny fahatakarantsika an'io foto-kevitra io ary hahatonga azy io ho azo ampiharina amin'ny teknolojia maoderina isan-karazany.
