UK 
EnglishТипова
Polski🧲 Закон Фарадея
Рухайте магніт крізь котушку і спостерігайте індуковану ЕРС ε = −N dΦ/dt у реальному часі. Демонструє закон Ленца.
Схожі симуляції
Про закон Фарадея
Ця інтерактивна модель демонструє електромагнітну індукцію: ви рухаєте магнітний стрижень уздовж осі котушки-соленоїда. Коли магніт рухається, магнітний потік крізь котушку змінюється, і виникає електрорушійна сила, яка обчислюється в реальному часі за законом Фарадея, ε = −N dΦ/dt. Осцилограф, що прокручується, малює графік індукованої ЕРС, а стрілки напрямку струму показують закон Ленца — індукований струм завжди протидіє зміні потоку, яка його викликала.
🔬 Що показує
Потік крізь котушку моделюється як дипольний осьовий профіль, Φ(x) = B₀·A / (1 + (x/L)²)^(3/2). У кожному кадрі ЕРС обчислюється чисельно як ε = −N·ΔΦ/Δt, тож форма хвилі, стовпчик потоку та стрілки струму завжди узгоджені з рухом магніту та обраними параметрами.
🎮 Як користуватися
Перетягуйте магнітний стрижень крізь котушку мишею або дотиком, або натисніть кнопку «Авто-коливання», щоб рухати його синусоїдально. Три повзунки задають силу магніту B₀ (0,2–3,0 Тл), кількість витків котушки N (5–200) та частоту авто-режиму (0,1–3,0 Гц). Пауза (P) і Скидання (R) керують запуском.
💡 Чи знали ви?
Фарадей відкрив індукцію в 1831 році, але знак мінус — закон Ленца — незалежно сформулював Генріх Ленц у 1834 році. Це прямий вияв закону збереження енергії: протидіюча сила означає, що для генерування електричної енергії потрібно виконувати механічну роботу.
Часті запитання
Що таке закон Фарадея індукції?
Закон Фарадея стверджує, що змінний магнітний потік крізь коло індукує в ньому електрорушійну силу. Для котушки з N витків індукована ЕРС дорівнює мінус кількості витків, помноженій на швидкість зміни потоку, ε = −N dΦ/dt. Що швидше змінюється потік, то більша індукована напруга.
Чому ЕРС з'являється лише під час руху магніту?
Тому що індукція залежить від швидкості зміни потоку, а не від самого потоку. Коли магніт нерухомий, потік Φ сталий, dΦ/dt дорівнює нулю, і ЕРС теж нульова. Лише рух — або змінне поле — дає ненульову ε, тому графік осцилографа стає рівним нулю щоразу, коли магніт зупиняється.
Що означають зелені та червоні стрілки струму?
Вони показують напрямок індукованого струму, заданий законом Ленца. Зелені стрілки (проти годинникової стрілки) з'являються, коли потік зростає і котушка «відштовхує» магніт, що наближається; червоні стрілки (за годинниковою стрілкою) з'являються, коли потік спадає і струм змінює напрямок, щоб підтримати його. Струм завжди протидіє зміні, яка його спричинила.
Як повзунки впливають на результат?
Збільшення сили магніту B₀ підвищує пікове значення потоку і, відповідно, амплітуду ЕРС. Додавання витків котушки N прямо помножує ЕРС, оскільки ε масштабується з N. У режимі авто-коливань повзунок частоти задає, наскільки швидко магніт рухається туди-сюди, що збільшує dΦ/dt та ЕРС при швидшому русі.
Чи фізично точна ця симуляція?
Співвідношення відтворені вірно: ε = −N dΦ/dt, Φ = B·A·cosθ, і протидіючий струм за законом Ленца застосовані коректно. Потік використовує спрощений одновимірний дипольний профіль вздовж осі котушки замість повного тривимірного інтеграла поля, тож він добре відображає форму та тенденції, але абсолютні значення напруги є ілюстративними, а не лабораторно точними.