3D AC Dynamo
ملف مستطيل يدور بين قطبَي مغناطيس دائم، وتُرسم القوة الدافعة الكهربية المستحثة أمام زاوية الدوران أولًا بأول. وتُبقي حلقتان انزلاقيتان كل فرشاة ملامسةً على الدوام لطرف الملف نفسه، فينعكس الخرج كل نصف دورة ويخرج الأثر منحنى جيبيًا.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- اسحب منزلق الزاوية لتقطع بالملف دورة كاملة 360° يدويًا
- ارفع منزلق السرعة لتُديره باستمرار وتشاهد الأثر وهو يتكوّن
- شغّل Show Tangent لتقرأ ميل منحنى التدفق عند أي زاوية
- أدر المشهد ثلاثي الأبعاد لترى كل فرشاة وهي باقية على حلقتها الخاصة
ما الذي تلاحظه
- القوة الدافعة تساوي صفرًا بالضبط حين يبلغ التدفق قيمته العظمى، وتبلغ ذروتها حيث يعبر التدفق الصفر
- المماس لمنحنى التدفق يطابق ارتفاع منحنى القوة الدافعة عند كل زاوية
- منحنى القوة الدافعة جيبي بينما منحنى التدفق جيبي تمام — بفارق ربع دورة
- كل حلقة انزلاقية تبقى مع طرف الملف نفسه، فيتغير وجه الخرج كل نصف دورة
- مضاعفة السرعة تضاعف القوة الدافعة العظمى وتنصّف الزمن الدوري في الوقت نفسه
الفيزياء وراءها
التدفق المتشابك مع ملف عدد لفاته N ومساحته A ويصنع زاوية θ مع المجال هو Φ = BA cos θ. وبالدوران بسرعة زاوية ω يكون θ = ωt، فيعطي قانون فاراداي ε = −N dΦ/dt = NBAω sin ωt. لذا تكون القوة الدافعة أكبر ما يمكن حيث يتغير التدفق بأسرع ما يمكن، لا حيث يكون أكبر ما يمكن: فحين يقع مستوى الملف موازيًا لـB يكون التدفق خلاله صفرًا وتقطع أضلاعه خطوط المجال عموديًا، فتبلغ القوة الدافعة قيمتها العظمى ε₀ = NBAω.