Elektromagnetismoa

Faraday-ren legea

Espirak, eremu 
magnetiko aldakor 
batean (I)

Espirak, eremu
magnetiko aldakor
batean (II)

Faraday-ren legearen
frogapena (I)

Faraday-ren legearen 
frogapena (II)

Betatroia: partikula-
azeleragailua

Hagatxoa mugitzen
eremu magnetiko
batean zehar (I)

Hagatxoa erortzen
eremu magnetiko
batean zehar

Espira bat mugitzen
eremu magnetiko
batean zehar

Eremu magnetikoa
nola neurtu

Korronte alternoko
sorgailua

Galbanometro
balistikoa

Foucault-en
korronteak (I)

Foucault-en
korronteak (II)

Indukzio homopolarra

Disko bat, motore
eta sorgailua

Hagatxoa mugitzen
eremu magnetiko
batean zehar (II)

E eta B-ren momentu
angeluarra (I)

E eta B-ren momentu
angeluarra (II)

Diskoak jasandako indarren momentua

Energiaren balantzea

Saiakuntza

Erreferentzia

Indukzio elektromagnetikoa deskubritu eta lasterrera, Faraday-k alboko irudiak erakusten duen esperimentua burutu zuen. Iman zilindriko bat eskegita dago bertikalki, eta poloetako bat merkuriotan murgilduta dauka. Gainaldeko poloa ere merkurioarekin kontaktuan jartzen da, baina kable batez, eta kable horretan G galbanometro bat eta R erresistentzia bat. Baldintza horietan imanari bira arazi egiten bazaio, galbanometroan korronteak zirkulatzen duela behatzen da. Eta alderantziz, galbanometroaren ordez bateria bat kokatzen bada, zirkuituari korrontea ematen diona, imana biraka hasten da, eta beraz motore bat osatzen du.

Indukzio homopolarra harrigarria da, zirkuituan zeharreko fluxu magnetikoa konstantea delako, baina hala ere, indar elektroeragile bat induzitzen da. Indukzio homopolar izena Weber-ek asmatu zuen, pentsatu zuelako, fenomeno honetan bi poloetako batek baino ez zuela eragiten.

Indar elektroeragilea kalkulatzea

Imanaren barruan eremua Hego-polotik Ipar-polorantz doa, eta imanak biratu arren eremua ez da aldatzen. Imanaren barruan eremu-lerroak konplikatu samarrak dira, baina eredu sinple batez aztertuko dugu:

Demagun disko metaliko bat biraka dagoela eremu magnetiko batean murgilduta, eta eremua diskoaren ardatzarekiko paraleloa dela. Induzitzen den indar elektroeragilea aztertzeko, disko metalikoan dauden karga-eramaileek jasandako indarra aztertuko dugu. Har dezagun karga eramaile positibo bat (irudian puntu gorria) diskoaren zentrotik r distantziara. Karga-eramailearen abiadura hau da:  v=w ·r, eta deskribatzen duen zirkunferentziarekiko tangentea da. Orduan eremu magnetikoak eragiten dion indarra hau da:

Indar magnetikoak karga-eramaile positiboak diskoaren ertzerantz bultzatzen ditu. Eremua karga unitateko indarra da (E_n= f_m/q), orduan hauxe izango da: E_n= v·B =B·w ·r.  Eta indar elektroeragilea da, diskoaren zentroaren eta ertzaren arteko potentzial-diferentzia:

Karga eramaile positiboak diskoaren zentrotik ertzerantz bultzatuta daude eta bertan potentzial altuagoa atzematen dute. Gero zirkuituan zehar "berez" jaisten dira potentzial-diferentziaren alde eta korrontea ixten.

Korronte induzituaren intentsitatea kalkulatzeko indar elektroeragilea zati erresistentzia egin behar da:  i=V_ε/R_e.  (hemen R_e deitu zaio diskoaren erradioarekin ez nahasteko).

Diskoak jasaten dituen indarren momentua

Kalkula dezagun zein momentu aplikatu behar zaion diskoari, abiadura angeluar konstanteaz mugi dadin:

Eremu magnetiko batek korronte zuzen bati eragiten dion indarra hau da: Korrontearen luzera L da, eta noranzkoa ut bektore unitarioak adierazten du.

Diskoan zirkulatzen ari den korronte zuzenaren elementu batek jasandako indarra, alegia  r eta  r+dr  bitartean dagoena hau da (eremua eta korrontea perpendikularrak dira):

Elementu guztiek jasandako indarren momentua, biraketa-ardatzarekiko 

momentu hau diskoaren errotazioaren aurkakoa da eta beraz, abiadura angeluarra konstante mantentzeko, beste momentu bat aplikatu beharko zaio, berdina baina kontrakoa, M_a.

Ikusten denez, Faraday-ren diskoak duen portaera eta hagatxo batek eremu magnetiko uniforme batean mugitzean duena oso antzekoak dira. Ezberdintasun bakarra mugimendu-mota da (errotazioa diskoan eta translazioa hagatxoan) eta jokoan dauden magnitude fisikoak:

• momentua eta diskoaren abiadura angeluarra,
• indarra eta hagatxoaren abiadura lineala.

Energiaren balantzea

Diskoari, abiadura angeluar konstanteaz mantentzeko, aplikatu behar zaion energia mekanikoa denbora unitateko (potentzia) da, M_a  momentua bider w  abiadura angeluarra:

Energia mekaniko hori, energia elektriko bilakatu eta sakabanatu egiten da Joule efektuaren bidez:

Saiakuntza

Idatzi behar da

• Eremu magnetikoa (gauss-etan, 10^-4 T) bai zenbaki positiboa zein negatiboa.
• Diskoaren abiadura angeluarra (rad/s-tan) bai positiboa zein negatiboa.
• Diskoaren erradioa (cm-tan)

Hasi botoia sakatu.

Diskoa errotatzen hasten denean korronte induzitua behatzen da, karga eramaile positiboen mugimendua erakusten da puntu gorriez adierazita.

Ondoko bektoreak ere erakusten dira:

• Karga eramaile positibo baten abiadura, bektore beltza (deskribatzen duen zirkunferentziaren tangentea).
• Eremu magnetikoa, bektore urdina (bertikala, gora edo behera)
• Eremu magnetikoak karga eramaileari egindako indarra, bektore gorria (horizontala, ezker edo eskumarantz).

Applet-aren goiko aldean eta eskuman, indar elektroeragilearen zenbakizko balioa erakusten da, voltatan, eta ondoko formulaz kalkulatua:

Hobeto ulertzeko, gomendagarria da paperean irudi osoa egitea:

1. Diskoaren puntu baten abiadura-bektorea.
2. Karga-eramaile positibo batek jasaten duen indarra, eta ondorioz, korronte induzituaren noranzkoa.

Irudia egiteko eta eremu magnetiko bektorea paperaren planoaren perpendikularra denean ondoko hitzarmena erabili:

• Kanporanzkoa bada, zirkulu txiki bat eta erdian puntutxo bat.
• Barruranzkoa bada, zirkulu txiki bat baina barruan gurutze bat.