4/378 fizyka elektromagnetyzm zadanie z suwakiem

W tym zadaniu mamy do czynienia z oporem suwakowym - suwak umożliwia po prostu płynną zmianę oporu opornika. Jeśli w przypadku przedstawionym w zadaniu przesuniemy go w lewo, to niejako "skrócimy" nasz opornik, a zatem zmniejszymy jego opór, jeśli natomiast przesuniemy go w prawo, to zwiększymy opór opornika. A to jaki opór ma opornik ma oczywiście wpływ na wartość natężenia prądu płynącego w obwodzie po prawej stronie.

A teraz jak się ma to do indukowanego prądu w obwodzie po lewej stronie, to już trochę inna bajka, bo przechodzimy teraz do zjawiska indukcji, a zatem w takich sytuacjach zawsze pomoże nam reguła Lenza. Widzimy, że w zwojnicy po lewej stronie prąd przez jej dolną część płynie od prawej do lewej. W zwojnicy po prawej stronie prąd płynie w przeciwną stronę (zawsze od plusa do minusa). Czyli pola magnetyczne wytworzone przez te zwojnice muszą mieć przeciwne zwroty (czyli Bz i Bind mają zwroty przeciwne, gdzie Bind to pole indukujące się w zwojnicy po lewej, Bz to pole zwojnicy po prawej stronie). Taka sytuacja zgodnie z regułą Lenza ma miejsce wtedy, gdy strumień indukcji przechodzący przez obwód, w którym następuje indukcja elektromagnetyczna (czyli w naszym przypadku zwojnica po lewej) rośnie - bo zgodnie z regułą Lenza nowopowstałe Bind przeciwstawia się Bz, aby to dalej nie zwiększało tego strumienia). A zatem skoro strumień rośnie, to oznacza to, że pole, które sprawia że ów strumień w ogóle występuje, czyli pole Bz, też musi rosnąć. A to oznacza, że prąd płynący przez zwojnicę po prawej, która to pole wytwarza, też musiał wzrosnąć. A to oznacza, że opór musiał zmaleć. Stąd, suwak musiał być przesunięty w lewo.

Odnośnie suwaka, tak jest w każdym wypadku? Zawsze przy przesunięciu w lewo opor będzie się zmniejszał?

Nie, to zależy od tego czy w wyniku przesunięcia nasz opornik się "skrócił" czy też "wydłużył".  Zauważmy, że efektywnie "rozmiar" naszego opornika to ten czerwony prostokąt, który zaznaczyłem na rysunku poniżej. Jego prawa część znajduje się niejako poza obwodem, więc nie bierzemy jej pod uwagę.

Widzimy zatem, że przesunięcie suwaka w lewo w tym przypadku jeszcze bardziej zmniejszy fizycznie efektywny rozmiar naszego opornika, a co za tym idzie zmniejszy jego długość, więc zmniejszy jego opór. Przesunięcie suwaka w prawo sprawi, że opornik się "wydłuży", czyli jego efektywny opór wzrośnie. Ale oczywiście możemy mieć sytuację odwrotną, czyli wyobraźmy sobie lustrzane odbicie tej sytuacji - wtedy przesunięcie suwaka w lewo "wydłuży" opornik, czyli zwiększy jego opór.