Закон Фарадея (общая форма) и изменение потока

Для вводного класса E&M, который я беру в этом году, я работал над некоторыми проблемами, связанными с общим законом Фарадея.

Е . г С "=" г ф Б г т

Я был сбит с толку тем, как мы интерпретируем поток в правой части уравнения?

Вот проблемы:

  1. Магнитное поле, направленное внутрь страницы, изменяется со временем по закону Б "=" 0,030 т 2 + 1,40 , где B — в теслах, t — в секундах. Поле имеет круглое поперечное сечение радиусом р "=" 2,50 см. Когда т "=" 3.00 песок р 2 "=" 0,02 м, каковы (а) величина и (б) направление электрического поля в точке п 2 ? Вот прилагаемая диаграмма ] 1

  2. Длинный соленоид с 1,00 × 10 3 оборотов на метр и радиус 2.00 см несет колебательный ток я "=" 5.00 грех ( 100 π т ) , где я в амперах и т находится в секундах. а) Чему равно электрическое поле, индуцируемое на радиусе р "=" 1,00 см от оси соленоида?

Мой подход:

1) точка п 2 лежит внутри области однородного магнитного поля. Скорость изменения поля в теслах в секунду равна г Б г т "=" 0,060 т , теперь магнитный поток увеличивается в сторону страницы; следовательно, по правилу правой руки (см. рисунок) линии индуцированного электрического поля направлены против часовой стрелки. Электрическое поле в точке P2 касается линии электрического поля, проходящей через нее. Теперь я буду использовать Е . г С "=" г ф Б г т ; вот тут я в замешательстве. Книга, которую мы используем, написана г ф Б г т "=" г Б г т * π р 2 , то есть они использовали весь радиус области магнитного поля, R, в расчете изменения потока через точку п 2 внутри области, и они использовали радиус р 2 чтобы получить длину окружности пути интегрирования для Е срок. Однако в этом решенном экзамене [стр. 10, задача 4A] они использовали р 2 чтобы получить как путь интегрирования, так и вычислить поток[ Б * π р 2 2 ].

Это меня смутило. Какой радиус мы обычно используем в таких ситуациях? Используем ли мы весь радиус поля для потока, а затем радиус, р 2 , до внутренней точки п 2 чтобы получить путь, как в методе в моей книге, или мы используем внутренний радиус, чтобы получить и площадь, и путь?

2) в примере 13.5.2 здесь и в моей книге мы использовали заданный радиус [внутри соленоида], чтобы получить путь интегрирования и рассчитать поток. То есть мы используем одно значение расстояния от соленоида. ось, чтобы получить как поток через область, ограниченную петлей, так и путь интегрирования вокруг этой упомянутой петли; мы даже не использовали радиус соленоида, чтобы получить поток через всю область поля, как в случае с моей книгой в предыдущей задаче. Эти 2 проблемы казались мне противоречивыми, и я был бы признателен за некоторую помощь, чтобы помочь прояснить эти два случая.

По поводу 1). @Prateek_Hegde уже дал правильный ответ. Я бы посоветовал лучше понять ваши уравнения. Е . г С бессмысленно, если вы не укажете контур, который вы интегрируете. И этот контур также определяет, какая область является областью для обнаружения потока.
Кроме того, вместо того, чтобы давать ссылки на сторонние ресурсы, которые со временем могут исчезнуть, приведите все пояснения сюда.
@Cryo ааа, я понимаю, дело в одновременном выполнении Calc.3 и E&M в том, что мне все еще нужно немного больше времени, чтобы все многовариантные вещи закрепились в камне, прежде чем я смогу еще глубже понять уравнения физики. Надеюсь, к следующему семестру я смогу смягчить это.

Ответы (1)

Вы должны использовать меньший радиус, если это то, насколько велико поле. Это интеграл от B.ds по поверхности. Таким образом, если B равно нулю вне круга, то это не будет способствовать магнитному потоку.

Но B не равно нулю вне круга радиуса r2. Однако, поскольку контур интегрирования имеет радиус r2, поверхность, ограниченная контуром, также должна иметь радиус r2. См. комментарий Cryo.
я вижу, так что в Е . г С "=" г ф Б г т путь, который мы используем для оценки левой стороны, также включает область, и именно эту замкнутую область мы используем для правой стороны, верно? Похоже, учебник сделал ошибку в этом случае. Я понял теперь.