2020 A/L Physics Past Paper · Question 29 (Sinhala Medium)

Answer: (5) මූලයින් ගමන් කරන සරල රේඛාවක්

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සොයනු ලබන්නේ: නියත වර්ගඵලයක් ඇති සන්නායක පුඩුවක ප්‍රේරිත විද්‍යුත්ගාමක බලය $E$, චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වයේ වෙනස් වීමේ වේගය $R = \dfrac{dB}{dt}$ සමඟ වෙනස් වන ආකාරය පෙන්වන ප්‍රස්තාරය.

අදාළ න්‍යාය

චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක වූ කිසියම් පෙදෙසක් හරහා පවතින චුම්බක ස්‍රාවය එම පෙදෙස හරහා ඇති බල රේඛා සංඛ්‍යාව පිළිබඳ මිනුමක් වේ.

සන්නායකයක් ඡේදනය කරන්නාවූ ලෙස චුම්බක ස්‍රාවය වෙනස් වෙමින් පවතින විට සන්නායකයේ දෙකෙලවර අතර විද්‍යුත්ගාමක බලයක් හටගැනීම විද්‍යුත් චුම්බක ප්‍රේරණය ලෙස සංක්ෂිප්තව හැඳින්විය හැකිය.

සන්නායකය දඟරයක් හා සබැඳි ස්‍රාව බන්ධන සංඛ්‍යාව වෙනස් කිරීමේ ශීඝ්‍රතාව නැතහොත් සන්නායකයක් හරහා ස්‍රාවය ඡේදනය වීමේ සීඝ්‍රතාවට අනුලෝමව සමානුපාතික වන විද්‍යුත් ගාමකබලයක් එය හරහා ප්‍රේරණය වේ.

විද්‍යුත් චුම්බක ප්‍රේරණයට හේතු වූ ස්‍රාව වෙනසට එරෙහි විය හැකි දිශාවකට ධාරාවක් ගලා යන පරිදි වූ දිශාවකට විද්‍යුත්ගාමකබලය ප්‍රේරණය වේ.

$$E = -\frac{d(N\phi)}{dt}$$

අවශ්‍ය සමීකරණ

$\phi = BA$

$E = \frac{d\phi}{dt} = A\,\frac{dB}{dt}$

$E = AR$

තර්කය / ගණනය

අක්ෂ: තිරස් අක්ෂය චුම්බක ස්‍රාව ඝනත්වයේ වෙනස් වීමේ වේගය $R$ ($\text{T s}^{-1}$), සිරස් අක්ෂය ප්‍රේරිත විද්‍යුත්ගාමක බලය $E$ (V). මේවා $B$ හෝ කාලය නොවේ — වේගයක් හා එහි විපාකයකි.

ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය: $R = 0$ නම් ක්ෂේත්‍රය කෙතරම් ප්‍රබල වුවද එය වෙනස් නොවේ; ස්‍රාවය වෙනස් නොවන බැවින් $E = 0$. එබැවින් ප්‍රස්තාරය මූලයින් ආරම්භ වේ.

කොටස්: පුඩුවේ වර්ගඵලය $A$ හා එහි දිශාව වෙනස් නොවේ; $R$ හි සම්පූර්ණ පරිශ්‍රයේ ම එකම සම්බන්ධතාව $E = AR$ පවතියි — හැසිරීම වෙනස් වන ලක්ෂ්‍යයක් නැත, එක් කොටසක් පමණි.

එම කොටසේ හැසිරීම: $E$ $R$ ට අනුලෝමව සමානුපාතික ය — $R$ දෙගුණ වුවහොත් $E$ දෙගුණ, තෙගුණ වුවහොත් තෙගුණ.

සීමා අගයන්: $R = 0$: $E = 0$; උදා: $A = 0.1\ \text{m}^2$, $R = 0.3\ \text{T s}^{-1}$: $E = 0.03\ \text{V}$. වැඩි $R$ හිද සම්බන්ධතාව වෙනස් නොවේ — තද වීමක් හෝ නැමීමක් නැත.

බෑවුම, වාංකය, ලකුණ: බෑවුම $\dfrac{dE}{dR} = A$ — නියත, ධන; වාංකයක් නැත; $R > 0$ හි $E > 0$ (විශාලත්වය; දිශාව ලෙන්ස් නියමයෙන් ලැබේ — පුඩුවේ ධාරාව වැඩි වන ක්ෂේත්‍රයට විරුද්ධ ය).

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විකල්ප සමඟ සසඳා බැලීම: මූලයින් ආරම්භ වී, නියත බෑවුමකින් යන සරල රේඛාව — නිබන්ධන දෙකම ($R = 0$ හි $E = 0$; $E \propto R$) සම්පූර්ණ කරන්නේ විකල්පය (5) පමණි.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

ඕනෑම $R$ හි $E = 0$ — වෙනස් වන ක්ෂේත්‍රයක ප්‍රේරණයක් සිදු නොවේ යන්න යි.

$R$ වැඩි වන විට $E$ හි වැඩිවීම අඩු වේ — තද වීම.

$R = 0$ හිද $E \neq 0$ — වෙනස් නොවන ස්‍රාවයකදී ද විද්‍යුත්ගාමක බලයක්.

$E \propto R^2$ වැනි ඉහළට නැමෙන වක්‍රයක්.

නිගමනය

$E = AR$

$\phi = BA$, $A$ නියත: $E = A\dfrac{dB}{dt} = AR$ — $E \propto R$, මූලයින් ගමන් කරන සරල රේඛාවක් — පිළිතුර (5).

ප්‍රේරිත විද්‍යුත්ගාමක බලය චුම්බක ක්ෂේත්‍රයේ ප්‍රබලත්වය ($B$) මත රැඳී පවතින බව සිතීම.

විද්‍යුත්ගාමක බලය රැඳී පවතින්නේ ස්‍රාවය වෙනස් වන වේගය මත පමණි: $E = A\dfrac{dB}{dt}$.