Hogyan kell megoldani az alábbi magnetosztatikával kapcsolatos feladatot?

Figyelt kérdés

Két párhuzamos, vízszintes síkban fekvő, egymástól 0,6 m-re lévő vezető sín egyik végét 1 ohm ellenállású vezetékkel kötjük össze. A sínekre fémrudat fektetünk, amelyre a sínekkel párhuzamosan 1 N erőt fejtünk ki. A rúd függőleges 1 T indukciójú homogén mágneses mezőben mozog. A súrlódástól és a közegellenállástól eltekintünk.


Mekkora sebességre gyorsulhat fel a rúd?


Odáig én is eljutottam, hogy a mozgó vezető hatására létrejön a mozgási elektromágneses indukció jelensége, a vezető végei között feszültség indukálódik, és mivel a sínek "zárják" az áramkört, ezért elektromos áram indukálódik a vezetőben. Mi határozza meg a vezető maximális sebességét? A válaszokat előre is köszönöm!



2012. márc. 18. 13:08
 1/3 A kérdező kommentje:
Elnézést, kicsit pontatlanul fogalmaztam, nem elektromos áram indukálódik, hanem az indukált feszültség hatására áram jön létre a vezetőben!
2012. márc. 18. 13:21
 2/3 pacsi válasza:
tegyük fel, hogy a mozgó rúd nem ér hozzá a sínekhez, de azért mozog. Legyen a sebessége v, ekkor U=Bvd feszültség indukálódik a két vége között, ahol B a mágneses indukció (-nak a mozgás síkjára merőleges komponense), v a sebesség, és d a rúd két vége közti távolság. (Most tegyük fel, hogy a rúd is 0.6 m hosszú.) ha most ráteszed a rudat a sínekre és záródik az áramkör, akkor ez az U feszültség fogja hajtani körbe az áramot. Jelöljük az áramot I-vel. I=U/R, ahol R az ellenállás nagysága. Ez az áram, amikor átfolyik a rúdon, akkor F=BId nagyságú erőt okoz a rúdra, ami olyan irányú, hogy a gyorsulást gátolja, ugye ez a Lenz törvény, de az irányát ki is lehet logikázni a Lorentz-erőből. Ennek az F lassítóerőnek kell egyezni azzal az erővel, amivel húzzuk a rudat, jelöljük F0-lal. Szóval a rúd akkor éri el a végsebességét, amikor már 0 a gyorsulása, ez pedig akkor van, amikor 0 erő hat rá, vagyis az F=F0 (csak éppen ellentétes az irányuk). Behelyettesítve: F=BId=BUd/R=vBBdd/R=F0, vagyis v=RF0/(BBdd), tehát v=2.78 m/s.
2012. márc. 20. 14:06
Hasznos számodra ez a válasz?
 3/3 A kérdező kommentje:
Értem, köszönöm, időközben sikerült megoldanom ! :)
2012. márc. 20. 15:15

Kapcsolódó kérdések:




Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu

A weboldalon megjelenő anyagok nem minősülnek szerkesztői tartalomnak, előzetes ellenőrzésen nem esnek át, az üzemeltető véleményét nem tükrözik.
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!