Πώς η Ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε Μηχανική;

i) Μόλις αφεθεί ελεύθερος ο αγωγός διαρρέται από ρεύμα Ι=Ε/R_ολ με φορά προς τα κάτω. Εξαιτίας του ρεύματος θα δεχτεί δύναμη Laplace

με φορά προς τα δεξιά και θα επιταχυνθεί κινούμενος προς τα δεξιά.

ii) α) Μόλις υ ταχύτητα γίνει 6m/s, η ΗΕΔ από επαγωγή θα είναι:

Ε_επ =Βυl= 0,5·6·1V= 3V, με θετικό πόλο προς το άκρο Α

Ι= (Ε-Ε_επ)/R_ολ=(10-3)/5 Α = 1,4 Α.

β) F_L=ΒΙl= 0,5·1,4·1Ν= 0,7Ν και α=F/m= 0,7/2= 0,35m/s².

γ) Ρ_Ε= Ε·Ι= 10·1,4 W= 14W, ενώ Ρ_Εεπ= - Ε_επ·Ι= - 3·1,4W = -4,2W.

δ) Ρ_Q= Ι²·(R+r)= 1,4²·5W= 9,8W

ε) Ρ_FL= + F_L·υ= 0,7·6W = 4,2 W

στ) dΚ/dt= ΣF·υ= mα·υ= 2·0,35·6W = 4,2W

Παρατηρήστε ότι όση ηλεκτρική ενέργεια αφαιρεί από το κύκλωμα η ΗΕΔ από επαγωγή (Ρ_Εεπ= -4,2W) μέσω της δύναμη Laplace μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του αγωγού.

iii) Ο αγωγός θα αποκτήσει οριακή ταχύτητα όταν πάψει να επιταχύνεται, δηλαδή α=0 → F_L= 0 ή Ι=0, ‘αρα όταν Ε=Ε_επ = Βυl.

υ_ορ= Ε/Bl = 10/0,5·1= 20m/s.