Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Tí Ó Ń Jíròrò Nípa Agbára Ẹ̀rọ Tí A Ń Fa Ìfàmọ́ra (EMF)
Agbara elekitiromotiv ti a fa jade (EMF) jẹ ipilẹ ero ninu electromagnetism ati pe o jẹ koko pataki ninu awọn ẹkọ fisiksi, mejeeji ni ile-iwe giga ati kọlẹji. Lílóye emf ti a fa jade jẹ pataki nitori awọn lilo rẹ kaakiri ninu imọ-ẹrọ ode oni, gẹgẹbi awọn ẹrọ ina, awọn transformers, ati awọn ẹrọ itanna miiran. Ninu nkan yii, a yoo jiroro awọn apẹẹrẹ awọn iṣoro ati awọn ojutu wọn nipa emf ti a fa soke lati jinle oye wa nipa imọran yii.
Ifihan si EMF ti a fa
Kí a tó bẹ̀rẹ̀ sí í wo ìṣòro àpẹẹrẹ náà, ẹ jẹ́ kí a kọ́kọ́ lóye èrò ìpìlẹ̀ ti emf tí a fa. Induced emf ni agbára electromotive tí a ń mú jáde láti inú ìyípadà magnetic flux nínú circuit kan. Michael Faraday ni ó kọ́kọ́ ṣàwárí ìṣẹ̀lẹ̀ yìí, ìdí nìyí tí a fi pe orúkọ náà ní Faraday's Law. Ní ti ìṣirò, a sọ pé òfin Faraday jẹ́:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} \]
Mo ṣe é:
– \(\mathcal{E}\) ni EMF ti a fa (Volts)
– \(\Phi\) ni iṣan oofa (Weber)
– \(d\Phi\) ni iyipada ninu isun oofa
– \(dt\) ni iyipada ninu akoko
Òfin Lenz ṣàlàyé àmì òdì nínú ìṣètò náà, èyí tí ó sọ pé ìtọ́sọ́nà EMF tí a fà máa ń jẹ́ kí ó tako ìyípadà nínú ìṣàn oofa tí ó ń fa rẹ̀.
Lẹ́yìn tí a bá ti lóye àwọn ìpìlẹ̀ ẹ̀kọ́ yìí, ẹ jẹ́ kí a lọ sí àpẹẹrẹ àwọn ìbéèrè àti ìjíròrò wọn.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1
Ìbéèrè:
Ìsopọ̀ kan ní ìyípo 200, a sì gbé e sí pápá oofa oníṣọ̀kan pẹ̀lú ìwọ̀n pápá oofa ti \(B = 0,5 \) Tesla. Tí agbègbè ìsopọ̀ ti ofa náà bá jẹ́ 0,1 m², ṣírò EMF tí a mú jáde tí a bá yípadà pápá oofa lórí ofa náà láti 0,5 T sí 0 ní ìṣẹ́jú-àáyá 0,02.
Ìjíròrò:
Àkọ́kọ́, a ṣírò ìyípadà nínú ìṣàn oofa (\( \Delta \Phi \)):
\[
\Delta \Phi = N \cdot \Delta (B \cdot A)
\]
Mo ṣe é:
– \( N = 200 \) (iye awọn iyipo)
– \( B \) yípadà láti 0,5 T sí 0 T (nítorí náà \( \Delta B = 0 – 0,5 = -0,5 \) T)
– \( A = 0,1 \) m²
Nítorí náà:
\[
\Delta \Phi = 200 \cdot (-0,5 \cdot 0,1) = 200 \cdot (-0,05) = -10 \text{ Weber}
\]
Lẹ́yìn náà, a ṣírò EMF tí a fa (\( \mathcal{E} \)):
\[
\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
\]
Níbi tí \( \Delta t = 0,02 \) ìṣẹ́jú-àáyá, bẹ́ẹ̀ ni:
\[
\mathcal{E} = -\frac{-10}{0,02} = 500 \text{ Volts}
\]
Nitorinaa, agbara EMF ti a fa jade jẹ 500 Volts.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2
Ìbéèrè:
A gbé òrùka irin kan tí ó ní ìwọ̀n 10 cm sí pápá mágnẹ́ẹ̀tì kan tí ó yípadà ní ìwọ̀n 0,1 Tesla fún ìṣẹ́jú-àáyá kan. Ṣírò emf tí a mú jáde nínú òrùka náà.
Ìjíròrò:
Láti ṣírò EMF tí a fà, a lo Òfin Faraday, a sì bẹ̀rẹ̀ nípa ṣíṣírò ìṣàn oofa:
\[
\Delta \Phi = \Delta B \cdot A
\]
Níbi tí agbègbè àgbékalẹ̀ ti òrùka (\( A \)) jẹ́:
\[
A = \pi r^2 = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{0,1}{2}\right)^2 = \frac{\pi}{400} \text{ m}^2
\]
Pẹ̀lú ìwọ̀n ìyípadà ti pápá oofa \(\Delta B = 0,1\) T/sẹ́ẹ́kì:
\[
\mathcal{E} = -N \frac{d \Phi}{dt} = -N \cdot \frac{\Delta B \cdot A}{\Delta t}
\]
Níwọ́n ìgbà tí ìyípadà nínú \( \Delta t \) jẹ́ déédé nínú ìwọ̀n, \( N =1 \) kí o sì fi àwọn iye rọ́pò wọn:
\[
\mathcal{E} = – 1 \cdot \left( 0,1 \cdot \frac{\pi}{400} \right) = – \frac{\pi}{4000} \text{ Volt}
\]
Nítorí náà, EMF tí a fà jáde nínú òrùka náà ni \(\frac{\pi}{4000} \text{ Volt} \approx 0,000785 \text{ Volt}\).
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3
Ìbéèrè:
Atukọ̀ tí ó tààrà tí ó ní gígùn mítà 1 ń rìn ní ìpele gígùn ní iyàrá 5 m/s nínú pápá mágnẹ́ẹ̀tì kan náà ti 0,2 T. Kí ni EMF ń fà nínú atukọ̀ náà?
Ìjíròrò:
Láti gba EMF tí a fa nínú adarí gbigbe kan, a lo agbekalẹ náà:
\[
\mathcal{E} = B \cdot l \cdot v
\]
Mo ṣe é:
– \( B = 0,2 \) T
– \( l = 1 \) m
– \( v = 5 \) m/s
Rọpo awọn iye wọnyi sinu agbekalẹ:
\[
\mathcal{E} = 0,2 \igba 1 \igba 5 = 1 \ọ̀rọ̀{ Volt}
\]
Nitorinaa, EMF ti a fa jade ninu adaorin jẹ 1 Volt.
Ipari
Lílóye agbára electromotive tí a fa (EMF) àti Òfin Faraday ṣe pàtàkì nínú fisiksi, pàápàá jùlọ nínú àyíká electromagnetics. Àwọn àpẹẹrẹ tí ó wà lókè yìí fi onírúurú ìlò èrò yìí hàn, títí kan yíyípadà àwọn pápá magnetic, àwọn olùdarí tí ń gbé kiri, àti àwọn ohun èlò míràn. Mímọ àwọn ọ̀nà ìṣirò fún onírúurú ìṣètò circuit àti àwọn ipò pápá magnetic yóò mú kí òye wa nípa èrò yìí jinlẹ̀ sí i, yóò sì jẹ́ kí ó wúlò fún onírúurú ìmọ̀ ẹ̀rọ òde òní.
