Μια μη μαγνητισμένη ράβδος σιδήρου εισέρχεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο πηνίου

Μια μη μαγνητισμένη ράβδος σιδήρου αφήνεται από κάποιο ύψος να πέσει κινούμενη κατά μήκος της κατακορύφου που ταυτίζεται με τον άξονα ενός πηνίου με οριζόντιες σπείρες, συνδεδεμένου με μια ηλεκτρική μπαταρία και ένα αμπερόμετρο, όπως στο σχήμα. Σχεδιάστε κατά προσέγγιση ένα διάγραμμα i – t της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο με το χρόνο καθώς η ράβδος διέρχεται μέσα από αυτό. 

Απάντηση:

Καθώς η σιδερένια ράβδος περνάει μέσα από το πηνίο, η μαγνητική ροή στο εσωτερικό του υφίσταται μεγάλες μεταβολές λόγω της μεγάλης τιμής της μαγνητικής διαπερατότητας του σιδήρου. Συγκεκριμένα, κατά την είσοδο της ράβδου στο πηνίο η  ένταση του μαγνητικού πεδίου αυξάνεται από Β₀ σε μΒ₀ και κατά την έξοδό του ελαττώνεται ως την τιμή Β₀. Αυτό προκαλεί ΗΕΔ από επαγωγή στο κύκλωμα και κατά συνέπεια ένα επαγόμενο ρεύμα που, σύμφωνα με τον κανόνα του Lenz, η φορά του πρέπει να είναι τέτοια ώστε κατά την είσοδο της ράβδου στο πηνίο το συνολικό ρεύμα να μειώνεται και να αυξάνεται όταν η ράβδος εξέρχεται από αυτό.

Ένα διάγραμμα της έντασης του ρεύματος φαίνεται στο παρακάτω σχήμα: