FizikEfsanevi

İndüksiyon

Faraday-Lenz

11. Sınıf Fizik

Sürtünmesiz ve yalıtkan yatay düzlemde, aralarındaki açı 2θ2\theta olan iletken raylar üzerinde iletken bir çubuk vv sabit hızıyla hareket etmektedir. Sistemin bulunduğu bölgede, sayfa düzlemine dik ve içeri doğru olan manyetik alanın şiddeti, çubuğun hareket yönü olan xx eksenine bağlı olarak B(x)=B0(1+αx)B(x) = B_0(1 + \alpha x) şeklinde değişmektedir (Burada α\alpha bir sabittir). Çubuğun ve rayların birim uzunluk başına direnci λ\lambda olduğuna göre, düzenekte oluşan indüksiyon akımının şiddetinin zamana (tt) bağlı değişimi aşağıdakilerden hangisi ile orantılıdır? (t=0t=0 anında çubuk tepe noktasındadır.)

Şıklar

A

I(t)proptotI(t) propto t

B

I(t)propto(1+αvt)I(t) propto (1 + \alpha vt)

C

I(t)proptof1+αvttI(t) propto f\frac{1 + \alpha vt}{t}

D

I(t)proptot(1+αvt)I(t) propto t(1 + \alpha vt)

E

I(t)propto1+αvtI(t) propto \sqrt{1 + \alpha vt}

Çözüm Açıklaması

Adım adım analiz edelim: 1) Akı Değişimi: İndüksiyon emk'sı epsilon=dPhi/dtepsilon = -dPhi/dt'dir. Manyetik alan düzgün olmadığı için akı integral ile bulunur: Phi=intBdAPhi = int B dA. Çubuk xx kadar yol aldığında, üçgenin tabanı 2xtanθ2x tan\theta olur. dA=(2xtanθ)dxdA = (2x tan\theta) dx'dir. Phi=int0vtB0(1+αx)2xtanθdx=2B0tanθ[fx22+fαx33]0vtPhi = int_0^{vt} B_0(1 + \alpha x) 2x tan\theta dx = 2B_0 tan\theta [ f\frac{x^2}{2} + f\frac{\alpha x^3}{3} ]_0^{vt}. 2) EMK: epsilon=dPhi/dt=2B0tanθ[(vt)v+α(vt)2v]=2B0v2ttanθ(1+αvt)epsilon = dPhi/dt = 2B_0 tan\theta [ (vt)v + \alpha (vt)^2 v ] = 2B_0 v^2 t tan\theta (1 + \alpha vt). 3) Direnç: Çerçevenin toplam direnci uzunluğu ile orantılıdır. Çubuğun boyu Lc=2vttanθL_c = 2vt tan\theta, rayların toplam boyu Lr=2vt/cosθL_r = 2vt / cos\theta. Toplam direnç R=λ(Lc+Lr)=2vtλ(tanθ+1/cosθ)R = \lambda(L_c + L_r) = 2vt \lambda (tan\theta + 1/cos\theta). 4) Akım: I=epsilon/RI = epsilon / R. Sadeleştirme yapıldığında Iproptoft(1+αvt)tI propto f\frac{t(1 + \alpha vt)}{t} olur, yani Ipropto1+αvtI propto 1 + \alpha vt. Bu sonuç, akımın zamanla lineer arttığını gösterir.

Video Çözüm

AI ile video çözüm oluştur

Yükleniyor...

İnteraktif Çözüm

Adım adım, sesli ve animasyonlu çözüm. Quiz ile kendini test et!

Bu konudan daha fazla soru çöz!

Interaktif soru çözümü ile pratik yap, puan kazan.

Hızlı Çöz

Benzer Sorular