Voltan teraruh terhasil dalam konduktor apabila ia memotong garis medan magnet atau apabila medan magnet yang melaluinya berubah. Tiada perubahan bermakna tiada voltan teraruh. Idea ini, aruhan elektromagnet, muncul dalam soalan penerangan tentang penjana, pengubah dan eksperimen gegelung mudah.
Ini ialah permulaan modul aruhan dan pengubah, dan ia dibina di atas gambaran garis medan daripada kemagnetan dan medan.
Apakah yang mesti berlaku supaya voltan teraruh?
Mesti ada gerakan relatif antara konduktor dengan medan magnet, supaya konduktor memotong garis medan. Cara lain menyebutnya: medan magnet yang mengaitkan gegelung berubah, atau gegelung memotong medan.
Jika litar lengkap, voltan teraruh menggerakkan arus. Jika litar terbuka, voltan masih wujud tetapi tiada arus mengalir. Meter yang peka disambung pada gegelung menunjukkan kesannya.
Apakah yang mengubah saiz dan arah?
Tiga perubahan menambah voltan teraruh: gerakan lebih laju, magnet lebih kuat, atau lebih banyak lilitan dawai dalam gegelung. Setiap satu menambah kelajuan garis medan dipotong.
Menterbalikkan arah gerakan menterbalikkan arah voltan teraruh. Menukar kutub magnet juga begitu. Melakukan kedua-duanya mengekalkan arah.
Arus teraruh bertindak menentang perubahan yang menghasilkannya. Sesetengah sukatan meminta anda menyatakan ini. Semak sukatan Cambridge untuk tahun peperiksaan anda.
Contoh berlangkah
Seorang pelajar menolak kutub utara magnet bar ke dalam gegelung yang disambung pada meter sifar di tengah. (Data contoh rekaan.) Meter terpesong ke kanan. Terangkan apa yang berlaku dalam setiap keadaan berikut.
(a) Magnet berhenti di dalam gegelung. Magnet tidak lagi bergerak, jadi tiada garis medan dipotong. Meter kembali ke sifar.
(b) Magnet ditarik keluar pada kelajuan yang sama. Gerakan terbalik, jadi voltan teraruh terbalik. Meter terpesong ke kiri, dengan jumlah yang hampir sama.
(c) Magnet ditolak masuk pada dua kali ganda kelajuan. Garis medan dipotong dua kali lebih laju, jadi voltan teraruh lebih besar dan pesongan lebih besar.
(d) Tolakan yang sama, tetapi gegelung mempunyai tiga kali ganda lilitan. Setiap lilitan memotong garis, jadi voltan teraruh kira-kira tiga kali lebih besar.
Perhatikan bahawa setiap jawapan menamakan perubahan: gerakan, pembalikan, kelajuan, lilitan. Itulah yang dicari pemeriksa.
Kesilapan yang perlu diawasi
Jawapan yang salah: “Magnet yang lebih kuat di dalam gegelung menghasilkan voltan lebih besar, jadi meter kekal terpesong semasa magnet berada di dalam.”
Pelajar mengaitkan kekuatan medan dengan voltan tetapi terlupa bahawa medan mesti berubah.
Pembetulan: magnet yang lebih kuat menambah voltan teraruh hanya semasa ia bergerak. Apabila ia berhenti, pesongan jatuh ke sifar. Tabiat yang baik ialah menulis “semasa magnet bergerak” dalam setiap jawapan tentang aruhan.
Semak kendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Sebuah gegelung disambung pada meter. Magnet dipegang diam di sebelahnya. Mengapa meter menunjukkan sifar?
Tunjukkan jawapan
Tiada gerakan relatif, jadi tiada garis medan dipotong dan medan melalui gegelung tidak berubah. Tiada voltan teraruh.
2. Berikan dua cara untuk menambah bacaan apabila magnet ditolak ke dalam gegelung.
Tunjukkan jawapan
Mana-mana dua daripada: tolak magnet lebih laju, gunakan magnet lebih kuat, gunakan gegelung dengan lebih banyak lilitan.
3. Kutub selatan magnet ditolak masuk sebagai ganti kutub utara, pada kelajuan yang sama. Apakah yang berlaku kepada arah pesongan?
Tunjukkan jawapan
Menterbalikkan kutub menterbalikkan voltan teraruh, jadi meter terpesong ke arah bertentangan, dengan jumlah yang hampir sama.
Ke mana selepas ini
Apabila anda boleh menamakan perubahan yang diperlukan, teruskan ke membandingkan pemindahan tenaga penjana dan motor, tempat gegelung diputar dalam medan magnet. Set latihan aruhan menguji perkataan dan juga idea.
Jika jawapan anda betul tetapi tidak sampai ke titik tepat dalam skema markah, guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh menunjukkan perkataan yang hilang.