روش اجرای کاربرگ
زاویه را با بردار عمود بر سطح بسنج، نرخ تغییر را با واحد زمان حساب کن و جهت را جداگانه با لنز بساز. راهنمای القای الکترومغناطیسی برای مرور در دسترس است.
شار آغازین ← شار پایانی ← نوع تغییر ← میدان القایی ← جریان
سؤال 1: تعریف شار
پرسش: شار مغناطیسی یک حلقه به چه سه عامل وابسته است؟
پاسخ: به اندازهٔ میدان B، مساحت حلقه A و کسینوس زاویهٔ میان میدان و بردار عمود بر سطح: Φ=BAcosθ.
سؤال 2: زاویهٔ درست
پرسش: اگر میدان با سطح حلقه موازی باشد، شار چقدر است؟
پاسخ: بردار عمود بر سطح با میدان زاویهٔ ۹۰ درجه دارد؛ پس شار صفر است.
سؤال 3: شار بیشینه
پرسش: چه آرایشی شار را بیشینه میکند؟
پاسخ: وقتی میدان بر سطح حلقه عمود و با بردار سطح همجهت یا خلافجهت باشد؛ اندازهٔ cosθ برابر یک است.
سؤال 4: شرط القا
پرسش: آیا وجود میدان مغناطیسی ثابت بهتنهایی جریان القایی میسازد؟
پاسخ: خیر. باید شار پیوندی با مدار تغییر کند؛ میدان ثابت در حلقهٔ ساکن با مساحت و زاویهٔ ثابت القا ایجاد نمیکند.
سؤال 5: فاراده
پرسش: شار یک دور در ۰٫۲s به اندازهٔ ۰٫۶Wb تغییر میکند. اندازهٔ نیروی محرکهٔ القایی متوسط چیست؟
پاسخ: از |ε|=|ΔΦ/Δt| داریم ۰٫۶÷۰٫۲=۳ ولت.
سؤال 6: تعداد دور
پرسش: اگر سیمپیچ سؤال قبل ۵۰ دور داشته باشد، اندازهٔ نیروی محرکه چقدر است؟
پاسخ: ε=N|ΔΦ/Δt|=۵۰×۳=۱۵۰ ولت.
سؤال 7: قانون لنز
پرسش: قانون لنز دقیقاً با چه چیزی مخالفت میکند؟
پاسخ: میدان ناشی از جریان القایی با تغییر شار مغناطیسی مخالفت میکند، نه الزاماً با خود میدان خارجی.
سؤال 8: نزدیکشدن آهنربا
پرسش: قطب شمال آهنربا به حلقه نزدیک میشود. سمت نزدیک حلقه چه قطبی میشود؟
پاسخ: برای مخالفت با افزایش شار ناشی از نزدیکشدن، سمت نزدیک حلقه نیز شمال میشود تا آهنربا را دفع کند.
سؤال 9: دورشدن آهنربا
پرسش: اگر همان قطب شمال از حلقه دور شود چه میشود؟
پاسخ: حلقه میکوشد کاهش شار را جبران کند؛ سمت نزدیک آن جنوب میشود تا قطب شمال را جذب کند.
سؤال 10: نمودار شار–زمان
پرسش: در کدام بخش نمودار شار–زمان نیروی محرکه بزرگتر است؟
پاسخ: در بخشی که بزرگی شیب |ΔΦ/Δt| بیشتر است. قسمت افقی نیروی محرکهٔ القایی صفر دارد.
خودتصحیح
قانون لنز با تغییر شار مخالفت میکند. علامت منفی فاراده جهت را نشان میدهد و در محاسبهٔ اندازه از بزرگی نرخ تغییر استفاده میشود. برای کاربرد سیمپیچ از تمرین ترانسفورماتور کمک بگیر.