לימוד חוק פאראדיי: נוסחאות, צלילים, דוגמאות לשאלות ודיונם
בפיזיקה עליכם לשמוע לעתים קרובותהחוק של פאראדיי. חוק זה מוסבר ביתר פירוט במקצועות הפיזיקה בבית הספר. לשיעור חוק זה בימינו יש קשר הדוק עם זרם חשמלי וגם עם השדה המגנטי.
לפרטים נוספים, מאמר זה יופיעהסבירו מה הכוונה בחוק פאראדיי יחד עם הנוסחאות והדוגמאות לדיון. להלן מאמר המסביר את חוק פאראדיי עם דוגמאות ודיון.
צלילי החוק של פאראדיי ונוסחתו
החוק של פאראדיי הוא חוק יסוד שלאלקטרומגנטיות שבה מסביר כיצד זרם חשמלי יכול לייצר שדה מגנטי ולהפך, כיצד שדה מגנטי יכול לייצר זרם חשמלי במוליך.
החוק של פאראדיי שיכול להיותהופכים לבסיס לעיקרון עבודה של משרנים, סולנואידים, רובוטריקים, מנועים חשמליים וגנרטורים חשמליים. החוק נקרא לעיתים קרובות גם חוק אינדוקציה אלקטרומגנטית של פאראדיי, והחוק הוסבר לראשונה על ידי פיזיקאי אנגלי בשם מייקל פאראדיי בשנת 1831.
אינדוקציה אלקטרומגנטית היא סימפטוםעם הופעת כוח אלקטרומטי (GGL) בסליל אם יש שינוי בשטף המגנטי במוליך בסליל או אם המוליך נע יחסית על ידי חציית השדה המגנטי.
בינתיים הכוונה בשטף היא המספר הגדול של קווי הכוח שיכולים לחצות את שטח המטוס בניצב לקו הכוח המגנטי.
1. משפט המשפט של פאראדיי
במשפט משפטי זה עתה או יאנגהמכונה לעיתים קרובות הניסוי להיום, מייקל פאראדי לקח מגנט וגם סליל שהיה מחובר לגלווומטר. ובהתחלה, המגנט ממוקם במקום מעט מלבד הסליל, כך שאין סטיה מהגלווומטר.
המחט בגלווומטר עדיין שםמציג את המספר 0. אם המגנט נע ונכנס לסליל, המחט בגלווומטר תנוע גם בכיוון אחר לכיוון אחד או לימין.
וכשהמגנט נשאר במצבואז המחט בגלווומטר יכולה לנוע בחזרה במצב 0. אך כאשר המגנט מתנועע או מתרחק מהסליל, אז מתרחשת סטיה בגלווומטר, או שהמחט בגלווומטר נוהגת לסטות ומתנגדת לכיוון שקרה בעבר (ליתר דיוק ל כיוון שמאלי). כאשר נעצר המגנט שוב, המחט בגלווומטר יכולה לחזור למצב 0.
באופן דומה, אם המהלך הואהסליל, אך המגנט נמצא במצב קבוע, והגלווומטר יראה סטיה באותו אופן. ומהניסויים של פאראדיי ניתן למצוא כי ככל ששינוי שדה מגנטי מהיר יותר, כך כוח התנועה החשמלית הנגרמת על ידי הסליל גדול יותר. גלווומטן הוא כלי בדיקה המשמש לרוב לקביעת נוכחות או היעדר זרם חשמלי הזורם.
2. נוסחת הצלילים והחוק של פאראדיי
מניסויים שנעשו ו-כפי שהוסבר כאמור לעיל, מייקל פאראדיי יכול להסיק על 2 הצהרות כמו להלן, המכונות לעתים קרובות גם חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי 1 וחוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי 2. להלן הנושא של חוק פאראדיי.
צלילי החוק של פאראדיי 1
להלן צליל החוק של פאראדיי 1:
"כל שינוי בשדה המגנטי בסליל יוכל לגרום לכוח תנועה חשמלי או GGL שנגרם גם הוא על ידי הסליל."
צלילי החוק של פאראדיי 2
להלן צליל החוק של פאראדיי 2:
"מתח הכוח האלקטרומטי המושרה במעגל סגור הוא פרופורציונלי לקצב השינוי של השטף עם הזמן."
אולם באשר למיזוג בין שני חוקי פאראדיי שלמעלה שהופך לאמירה, שהיא כדלקמן:
"כל שינוי בשדה המגנטי שנמצא בסליל יוכל לגרום לכוח החשמלי או לאינדוקציה GGL שגם הוא פרופורציונלי לקצב שינוי השטף."
אלה כמה מסקנות מתוך צלילי החוק של פאראדיי.
הנוסחה של פאראדיי
ניתן לציין את החוק של פאראדאי לעיל בנוסחה הבאה:
מידע מהנוסחה המשפטית של ימינו למעלה, כלומר:
- ɛ הוא כוח תנועה חשמלי אינדוקציה (וולט)
- נ הוא סכום התפתלות סליל
- ΔΦ הוא שינוי משטף מגנטי (וובר)
- ∆t הוא מרווח (ים)
- סימן שלילי הוא סמן לכיוון של הכוח האלקטרומוטיבי המושרה
דוגמא לשאלה המשפטית של פאראדיי + הדיון בה
להלן דוגמה לבעיה ודיון בנושא דיני ימי הולדת:
- סליל מורכב 50 סיבובים, והשטף המגנטי בסליל משתנה גם הוא על ידי 5X10-3 בפרק הזמן כלומר 10 שניות או אלפיות השנייה. ונסה לחשב כמה כוח אלקטרומטיבי אינדוקציה בסליל.
דיון:
זה ידוע כך:
מספר התורים שצוין כ- N = 50
מרווח הזמן המצוין כ Δt = 10ms = 10 x 10-3 s
שינוי בשטף המגנטי בא לידי ביטוי כ ΔΦ = 5 על 10-3 וובר
ומה שנשאל היה: אינדוקציה של GGL שהוגדרה כ ɛ ?
תשובה:
ɛ = -N (ΔΦ / ∆t)
ɛ = -50 (5X10-3 wb / 10 על 10-3)
ɛ = -50 (0.5)
ɛ = -25 וולט
לכן, סגנון תנועה חשמלי אינדוקציה שווה ל -25 V.
2 חפץ מתכת המצופה גם הוא בנחושת מונח לתמיסה CuSO4. אז השאלה היא כמה מסת נחושת מיוצרת כאשר זרם של 0.22 A זורם על פני התא למשך עד 1.5 שעות או 90 דקות?
דיון:
מטען חשמלי שמכרה את התא (0.22 A) x (5400 שניות) = 1200 צלזיוס או שניתן לכתוב איתו (1200 C) + (96599 cF´¹) = 0,012 F
זה נובע מהפחתה שומה של יון CU² דורש תוספת של 2 שומות אלקטרונים, ולכן המסה של Cu המיוצר היא כדלקמן.
(63.54 גרם mol¹) (0.5 mol Cu / F) (0.012 F) = 0.39 גרם נחושת.
ואז התשובה ממסת הנחושת שלה היא 0.39 גרם נחושת.
3. באלקטרוליזה של התמיסה NiSO4 זה בזמן 45 דקות יכול לייצר פיקדון Ni של 9.75 גרם. אז כמה גרם אג שיווצר אם ניתן לנתב את הזרם באותה תקופה לאלקטרוליזה בתמיסה AgNO3 ? שימו לב, כלומר Ar Ni = 58.5; Ag = 108.
דיון:
דיק:
m Ni = 9.75 גרם
e Ni = 58.5 / 2 = 29.25
e Ag = 108/1 = 108
מה שנשאל היה כמה m Ag ?
תשובה:
m Ni: m Ag = e Ni: e Ag
9,75: מ 'אג = 29,25: 108
m Ag = 
= 36 גר '
לאחר מכן ייווצר Ag אם הזרם באותה תקופה יוזרם לאלקטרוליזה של הפתרון AgNO3 כלומר 36 גר '.
כך המאמר שמסביר אודותנשמע חוק רב-ימי יחד עם נוסחאות ודוגמאות לשאלות עם הדיון. עליכם להבין ואז לשנן את צלילי חוקי פאראדיי הראשון ופאראדיי השני, מכיוון שצליל החוק הופך לבסיס או בסיס לחוק פאראדיי. אני מקווה שמאמר זה יכול להיות שימושי עבורך ולהפוך להתייחסות לידע שלך.
