د هڅول شوي EMF د اندازې په اړه د بحث پوښتنې مثال

د هڅول شوي EMF د اندازې په اړه د بحث پوښتنې مثال

پنډاهولوان

هڅول شوی الکتروموټیو ځواک (EMF) یوه فزیکي پدیده ده چې مایکل فاراډي په ۱۸۳۱ کال کې کشف کړه. فاراډي وموندله چې د کنډکټر په یوه حلقه یا کویل کې بدلیدونکی مقناطیسي ساحه کولی شي بریښنایی جریان رامینځته کړي. دې پدیدې ته الکترومقناطیسي انډکشن ویل کیږي او د ډیری عصري ټیکنالوژیو اساس دی، لکه جنراتورونه، ټرانسفارمرونه، او بریښنایی موټورونه. دا مقاله به د څو مثالونو ستونزې تشریح کړي او د هڅول شوي EMF شدت په اړه به بحث وکړي، کوم چې به په ځانګړي توګه د بریښنا او مقناطیس فزیک زده کونکو لپاره خورا ګټور وي.

د هڅول شوي EMF اساسي مفهوم

مخکې له دې چې موږ د مثال ستونزې ته لاړ شو، دا ښه نظر دی چې د هڅول شوي emf اساسي مفهوم بیاکتنه وکړو. د فاراډي قانون وايي چې په یوه ترسره کوونکي لوپ کې هڅول شوی emf د لوپ له لارې د مقناطیسي جریان د بدلون نرخ سره مستقیم متناسب دی. په ریاضيکي ډول، د فاراډي قانون په لاندې ډول ترتیب کیدی شي:

\[ \mathcal{E} = – \frac{d\Phi}{dt} \]

چیرته:
– \( \mathcal{E} \) هڅول شوی EMF (وولټونه) دی
– \( \Phi \) مقناطیسي جریان دی (ویبر، Wb)
– \( t \) وخت دی (دوهم، s)

په معادلې کې منفي نښه د لینز قانون منعکس کوي چې وايي د هڅول شوي جریان لوري به یو مقناطیسي ساحه رامینځته کړي چې د مقناطیسي جریان بدلون سره مخالفت کوي چې دا یې رامینځته کړی.

نمونې پوښتنې او بحث

پوښتنه ۱: واحد کویل

پوښتنه: یو واحد کویل چې د 0.02 m² سطحې مساحت لري د 0.5 T شدت په یو یونیفورم مقناطیسي ساحه کې ځای په ځای شوی، د کویل سطحې ته عمودي. مقناطیسي ساحه ناڅاپه په 0.1 ثانیو کې صفر کیږي. د هڅول شوي EMF شدت محاسبه کړئ چې په کویل کې رامینځته کیږي.

بحث:

دا معلومه ده:
- د کویل د سطحې مساحت \( A = 0.02 \, \text{m}^2 \)
– د مقناطیسي ساحې شدت \( B = 0.5 \, \text{T} \)
– د ساحې د بدلون وخت \( \Delta t = 0.1 \, \text{s} \)

په مقناطیسي جریان کې بدلون:
\[ \ډیلټا \فای = ب \ځله الف \]
\[ \ډیلټا \فای = 0.5 \، \متن{T} \وختونه 0.02 \، \متن{م}^2 \]
\[ \ډیلټا \فای = 0.01 \، \متن{Wb} \]

د هڅول شوي EMF اندازه:
\[ \mathcal{E} = – \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \]
\[ \mathcal{E} = – \frac{0.01 \, \text{Wb}}{0.1 \, \text{s}} \]
\[ \mathcal{E} = -0.1 \, \text{V} \]

ځکه چې هغه څه چې پوښتل کیږي د EMF اندازه ده (پرته له دې چې نښې ته پام وکړي):
\[ |\mathcal{E}| = 0.1 \، متن{V} \]

پوښتنه ۲: د N ټرنونو سره کویل

پوښتنه: یو کویل ۱۰۰ څرخونه لري او د هغې سطحه ۰.۰۳ مربع متره ده. دا کویل د ۰.۴ T په عمودي مقناطیسي ساحه کې د کویل سره دی. که چیرې مقناطیسي ساحه په ۰.۴ ثانیو کې ۱.۲ T ته لوړه شي، نو په کویل کې تولید شوي اوسط هڅول شوي emf محاسبه کړئ.

بحث:

دا معلومه ده:
– د ګرځېدو شمېر \( N = 100 \)
- د کویل د سطحې مساحت \( A = 0.03 \, \text{m}^2 \)
– په مقناطیسي ساحه کې بدلون \( \Delta B = 1.2 \, \text{T} – 0.4 \, \text{T} \)
– د ساحې د بدلون وخت \( \Delta t = 0.4 \, \text{s} \)

په هر وار کې د مقناطیسي جریان بدلون:
\[ \ډیلټا \فای = الف \وختونه \ډیلټا ب \]
\[ \ډیلټا \فای = 0.03 \, \متن{م}^2 \وختونه (1.2 \, \متن{T} – 0.4 \, \متن{T}) \]
\[ \ډیلټا \فای = 0.03 \، \متن{م}^2 \وختونه 0.8 \، \متن{ټ} \]
\[ \ډیلټا \فای = 0.024 \، \متن{Wb} \]

د N څنډو لپاره د فلکس ټول بدلون:
\[ \ډیلټا \فای_{\متن{ټول}} = N \وختونه \ډیلټا \فای \]
\[ \ډیلټا \فای_{\متن{ټول}} = ۱۰۰ \ ځله ۰.۰۲۴ \، \متن{Wb} \]
\[ \ډیلټا \فای_{\متن{ټول}} = 2.4 \، \متن{Wb} \]

د هڅول شوي EMF اندازه:
\[ \mathcal{E} = – \frac{\Delta \Phi_{\text{total}}}{\Delta t} \]
\[ \mathcal{E} = – \frac{2.4 \, \text{Wb}}{0.4 \, \text{s}} \]
\[ \mathcal{E} = -6 \, \text{V} \]

ځکه چې هغه څه چې پوښتل کیږي د EMF اندازه ده (پرته له دې چې نښې ته پام وکړي):
\[ |\mathcal{E}| = 6 \، متن{V} \]

پوښتنه ۳: په مقناطیسي ساحه کې د کویل حرکت کول

پوښتنه: یو مستطیل کویل چې ۵۰ څرخونه لري، ۴ سانتي متره اوږد او ۲ سانتي متره پلن دی، د کویل اوږدوالي سره موازي د ۰.۳ T په یو شان مقناطیسي ساحه کې ځای پر ځای شوی دی. که چیرې کویل د مقناطیسي ساحې څخه د ۵ سانتي مترو په ثابت سرعت سره حرکت وکړي، نو په کویل کې هڅول شوی EMF څه شی دی؟

بحث:

دا معلومه ده:
– د ګرځېدو شمېر \( N = 50 \)
– اوږدوالی \( l = 0.04 \, \text{m} \)
– پلنوالی \( w = 0.02 \, \text{m} \)
– د مقناطیسي ساحې شدت \( B = 0.3 \, \text{T} \)
– د مقناطیسي ساحې د وتلو سرعت \( v = 0.05 \, \text{m/s} \)

په مقناطیسي ساحه کې د حرکت کونکي کویل الکتروموټیو ځواک په لاندې ډول ورکول کیږي:
\[ \ریاضی{E} = B lv \]

څرنګه چې کوایل N څرخونه لري، نو ټول هڅول شوی EMF دا دی:
\[ \mathcal{E}_{\متن{ټول}} = NB lv \]
\[ \mathcal{E}_{\text{total}} = 50 \times 0.3 \, \text{T} \times 0.04 \, \text{m} \times 0.05 \, \text{m/s} \]
\[ \mathcal{E}_{\text{total}} = ۵۰ \times 0.0006 \, \text{V} \]
\[ \mathcal{E}_{\text{total}} = 0.03 \، \text{V} \]

پایله

د پورته مثال ستونزو بحث دا ښیي چې څنګه د مقناطیسي جریان بدلونونو یا په مقناطیسي ساحه کې د کویل حرکت څخه هڅول شوی emf محاسبه کیدی شي. دا مفهوم د الکترومقناطیسم لپاره بنسټیز دی او په ټیکنالوژۍ کې ډیری غوښتنلیکونه لري. د عملي ستونزو له لارې د هڅول شوي emf په سمه توګه محاسبه کولو پوهیدل به زده کونکو سره د دې موادو په مهارت او په بیلابیلو برخو کې د پلي کولو کې ډیره مرسته وکړي.