Toolyard

Simulator Induksi Elektromagnetik

Persamaan dalam simulasi ini

ε = −N dΦ ÷ dt
εGGL induksitegangan yang didorong fluks yang berubah di sepanjang kumparan; tanda minus adalah hukum Lenz: arusnya melawan perubahan itu
NLilitan kumparan N (atau kumparan primer)setiap lilitan menambah GGL yang sama
Φfluks magnetik melalui satu lilitandalam weber; grafik menunjukkan bagaimana ε bergantung pada letak magnet

Dengan nilai saat ini:

Φ = μ₀ m a² ÷ (2 (a² + d²)^(3/2))
mKekuatan magnet m (A·m²)momen dipol magnet; magnet neodimium 1 cm³ sekitar 1 A·m²
ajari-jari kumparan2 cm
djarak dari pusat magnet ke lilitanmagnet dianggap dipol titik, yang kasar saat magnet berada di dalam kumparan

Dengan nilai saat ini:

I = ε ÷ (R_coil + R)
RHambatan beban R (ohm)kawat kumparan sendiri menambah 0,02 Ω per lilitan

Dengan nilai saat ini:

ε = N B A ω sin ωt, ε_peak = N B A ω, ε_rms = ε_peak ÷ √2
BMedan B (tesla, generator)seragam di antara kutub
ALuas kumparan A (cm², generator)fluks melalui kumparan adalah N B A cos ωt
ωkecepatan sudut, 2πfdari Frekuensi f (Hz, generator dan transformator)

Dengan nilai saat ini:

V_s ÷ V_p = N_s ÷ N_p, V_p I_p = V_s I_s
V_p, V_stegangan primer dan sekundertransformator ideal: tanpa rugi, seluruh fluks melewati kedua kumparan
N_sLilitan kumparan sekunder N_s (transformator)lilitan lebih banyak dari primer menaikkan tegangan dan menurunkan arus

Dengan nilai saat ini:

Cara memakai simulator induksi elektromagnetik

  1. Pada mode Magnet dan kumparan, magnet masuk dan keluar kumparan dengan sendirinya, melintas dari satu sisi ke sisi lain, atau mengikuti slider posisi jika kamu memilih Dengan tangan. Galvanometer menyimpang ke satu sisi saat magnet masuk dan ke sisi lain saat keluar, dan tetap di nol selama magnet diam: hanya fluks yang berubah yang menghasilkan arus. Huruf di atas kumparan menunjukkan kutub induksinya, yang selalu melawan perubahan (hukum Lenz).
  2. Ubah kecepatan, kekuatan magnet, dan jumlah lilitan, lalu lihat GGL naik bersama masing-masing, sesuai hukum Faraday. Balik magnet untuk membalik arus. Grafik menunjukkan GGL yang dihasilkan magnet di setiap posisi pada kecepatan yang dipilih: satu puncak saat masuk, puncak berlawanan saat keluar, dan nol di tengah.
  3. Pindah ke generator untuk memutar kumparan di medan seragam dan melihat gelombang sinus keluar, lengkap dengan nilai puncak dan RMS-nya, atau ke transformator untuk menaikkan atau menurunkan tegangan dengan perbandingan lilitan. Centang arus searah untuk melihat bahwa transformator tidak menghasilkan apa-apa. Kalkulator Hukum Ohm menghitung arus di beban.

Pertanyaan umum

Apa itu hukum induksi Faraday?

Fluks magnet yang berubah melalui kumparan menginduksi GGL yang sama dengan jumlah lilitan dikali laju perubahan fluks: ε = −N dΦ ÷ dt. Menggerakkan magnet lebih cepat, memakai magnet lebih kuat, atau menambah lilitan menaikkan tegangan. Magnet yang diam di dalam kumparan tidak menginduksi apa pun.

Apa arti hukum Lenz?

Arus induksi mengalir ke arah yang melawan perubahan yang menyebabkannya; itulah tanda minus dalam hukum Faraday. Magnet yang masuk bertemu kumparan yang ujung dekatnya menjadi kutub yang sama dan menolaknya; magnet yang keluar ditarik kembali. Usaha harus dilakukan melawan gaya ini, dan dari situlah energi listrik berasal.

Bagaimana generator menghasilkan arus bolak-balik?

Kumparan yang berputar di medan magnet memiliki fluks N B A cos ωt yang terus berubah, sehingga menghasilkan GGL N B A ω sin ωt. Tegangannya berbalik dua kali setiap putaran. Pembangkit listrik memutar generatornya 50 atau 60 kali per detik, dan itulah yang menentukan frekuensi jaringan listrik.

Mengapa transformator tidak bekerja dengan arus searah?

Transformator bekerja karena arus bolak-balik di kumparan primer menciptakan fluks yang berubah di inti, yang menginduksi tegangan di kumparan sekunder. Arus searah yang tetap menciptakan fluks yang tetap, jadi setelah saat dinyalakan tidak ada perubahan dan tidak ada keluaran. Lebih buruk lagi, kumparan primer hanya dibatasi oleh hambatan kawatnya dan bisa kepanasan.

Katanya WebGL dimatikan.

Tampilan 3D memerlukan WebGL, yang dimiliki semua browser terkini. WebGL bisa nonaktif jika akselerasi perangkat keras dimatikan di pengaturan browser, atau karena driver grafis yang sangat lama. Nyalakan akselerasi perangkat keras, atau coba browser lain.

Apakah ada yang diunggah?

Tidak. Simulasi digambar oleh browser Anda sendiri dengan WebGL; tidak ada yang dikirim ke mana pun, dan simulasi tetap berjalan offline setelah halaman dimuat.

Simulasi sains lainnya

Simulator Gerak ProyektilSimulator BandulSimulator Percobaan Celah GandaSimulator Medan ListrikSimulator OrbitSimulator Osilator PegasSimulator Hamburan RutherfordTampilan Peristiwa Tumbukan PartikelSimulator Peluruhan RadioaktifSimulator Atom BohrPenampil Molekul 3DSimulator Gas IdealSimulator Difusi dan OsmosisPenampil Lipatan DNA dan RNASimulator Pertumbuhan BakteriSimulator SentrifusSimulator Lensa dan CerminSimulator Gelombang BerdiriSimulator Efek DopplerSimulator Tumbukan dan MomentumSimulator Rangkaian RC dan RLSimulator Partikel Bermuatan dalam Medan MagnetSimulator Radiasi Benda HitamSimulator Relativitas KhususSimulator Pembiasan dan Pemantulan Internal TotalSimulator Rangkaian Seri dan ParalelSimulator Aliran Fluida dan Prinsip BernoulliSimulator Kurva TitrasiSimulator Laju Reaksi dan Teori TumbukanSimulator Kesetimbangan Kimia (Le Chatelier)Simulator Sel Galvani dan ElektrolisisSimulator Kurva Pemanasan dan Perubahan FaseOrbital Atom 3DSimulator Larutan PenyanggaSimulator KromatografiSimulator Spektrofotometer dan Hukum Beer-LambertKisi Kristal 3DSimulator Kinetika EnzimSimulator Potensial AksiSimulator PCRSimulator Seleksi Alam dan Genetika PopulasiSimulator Jantung dan Siklus JantungSimulator Elektroforesis GelSimulator Mitosis dan MeiosisSimulator Sintesis Protein: Transkripsi dan TranslasiSimulator Fotosintesis dan Faktor PembatasSimulator Populasi Pemangsa dan MangsaSimulator Penyebaran Wabah: SIR dan SEIRSimulator Musim dan Panjang SiangSimulator Tektonik Lempeng dan Gempa BumiSimulator Fase Bulan, Pasang Surut dan GerhanaSimulator Efek Rumah KacaSimulator Evolusi Bintang dan Diagram Hertzsprung–RussellSimulator Papan GaltonSimulator Deret Fourier

Kalkulator dan alat terkait

Panduan