Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ – 32

Επαγωγή - 5

Ασκήσεις  

1. Σε μια μικρή γεννήτρια το μαγνητικό πεδίο έχει ένταση 0,2Τ, το πηνίο έχει 100 σπείρες, εμβαδό 2x10^-2 m² και περιστρέφεται με συχνότητα  25 Hz .

Να γίνει γραφική παράσταση της παραγόμενης τάσης σε σχέση με το χρόνο.

2. α) Πόση τάση αναπτύσσεται στο δευτερεύον του μετασχηματιστή του σχήματος;

β) Αν R₁=0  τι θα συμβεί στο πρωτεύον πηνίο;

3. Αν στο πρωτεύον του προηγούμενου μετασχηματιστή εφαρμοστεί εναλλασσόμενη τάση U_1εν= 40V, 60Hz

α) Το πρωτεύον δεν καίγεται. Γιατί;

β) Ποιο το πλάτος της τάσης στο δευτερεύον;

γ) Ποια η συχνότητα της τάσης στο δευτερεύον;

4. Στο δευτερεύον του μετασχηματιστή της άσκησης 2 συνδέεται λαμπτήρας  20W να υπολογιστεί το ρεύμα που διαρρέει κάθε πηνίο.

Ανδρέας Χρυσάνθου

15/05/2012

Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ – 31

Επαγωγή - 4

Ασκήσεις

1. α. Η οριζόντια συνιστώσα του γήινου μαγνητικού πεδίου είναι 2.10^-3Τ . Σχεδιάστε την στη κόλλα σας ώστε να βλέπει προς εσάς.

β. Αλουμινένια ράβδος μήκους 50cm αφήνεται να πέσει. Να σχεδιάσετε τη δύναμη Laplace που ασκείται σε ένα ηλεκτρόνιό της.

γ. Να εξηγήσετε γιατί δημιουργείται τάση στα άκρα της ράβδου.

δ. Αν g=10m/s² να βρείτε τη σχέση της τάσης με το χρόνο και να την παραστήσετε γραφικά.

2. Σχεδιάστε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο κάθετο προς την κόλλα σας με φορά προς τα κάτω. Σ΄αυτό σχεδιάστε ένα συρμάτινο πλαίσιο σχήματος κύκλου ακτίνας 20cm και αντίστασης 0,4Ω που τοποθετείται κάθετα στις μαγνητικές γραμμές. Η ένταση του μαγνητικού πεδίου ελαττώνεται από 0,5Τ σε 0,2Τ σε 0,1π s.

α. Εξηγείστε γιατί δημιουργείται ηλεκτρική τάση στο πλαίσιο και υπολογίστε την τιμή της

β. Υπολογίστε την ένταση του επαγωγικού ρεύματος που διαπερνά το πλαίσιο και σχεδιάστε τη φορά του δίνοντας τις κατάλληλες εξηγήσεις.

3. Ο αγωγός ΓΕ σύρεται προς τα δεξιά με σταθερή ταχύτητα.

α. Να σχεδιαστεί η τάση από επαγωγή που αναπτύσσεται σ’ αυτό, το επαγωγικό ρεύμα που

δημιουργείται και η δύναμη Laplace στον αγωγό ΓΕ

β.. Να αποδειχθεί ότι η μηχανική ισχύς που δαπανάται για τη μετακίνηση του αγωγού ΓΕ είναι ίση με την ηλεκτρική ισχύ που αναπτύσσεται στο κύκλωμα

( Δεδομένα: P_μ = F.u                 P_η = Ι².R = I.U )

4. U=1,5V  B=0,3T

m=10g  R=0,5Ω του αγωγού ZH

ZH=20cm

Ο αγωγός ΖΗ ολισθαίνει χωρίς τριβές  στους αγωγούς ΑΕ και ΓΔ

α. Σχεδιάστε το ρεύμα που διαρρέει τον αγωγό και εύρετε τη φορά της δύναμης Laplace στον ΖΗ

β. Υπολογίστε την αρχική επιτάχυνση του αγωγού

γ. Όταν η ταχύτητα του αγωγού φτάσει τα 15m/s πόση ένταση ρεύματος θα διαρρέει τον αγωγό;

δ. Ποια η μέγιστη (ορική) ταχύτητα που μπορεί να αποκτήσει ο αγωγός;

ε. Να γίνει γραφική παράσταση της έντασης του ρεύματος σε σχέση με την ταχύτητα

Ανδρέας Χρυσάνθου

14/05/2012

Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ – 30

Επαγωγή - 3

ΘΕΩΡΙΑ

Να γνωρίζετε τα εξής

1. Ορισμός της Επαγωγής

2. Νόμος της Επαγωγής

3. Κανόνας του Lenz

4. Σχέση κανόνα του Lenz και αξιώματος δράσης-αντίδρασης

5. Γιατί όταν μια μεταλλική ράβδος κινείται σε μαγνητικό πεδίο εμφανίζεται στα άκρα της μια τάση

6. Να αποδεικνύετε το νόμο της Επαγωγής

7. Να εξηγείτε την αρχή λειτουργίας της Γεννήτριας

8. Να αποδεικνύετε την εξίσωση της εναλλασσόμενης τάσης

9. Ορισμό της Αυτεπαγωγής

10. Ορισμό της Αμοιβαίας Επαγωγής

11. Αρχή λειτουργίας του Μετασχηματιστή

12. Που οφείλονται οι απώλειες στο μετασχηματιστή και πως ελαχιστοποιούνται

13. Γιατί προτιμούμε το εναλλασσόμενο ρεύμα αντί του συνεχούς

Ανδρέας Χρυσάνθου

14/05/2012

Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ – 29

Επαγωγή - 2

Α. ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ

1. 1. Δυναμικός ηλεκτρισμός

Ι = U / R

R_ολ = R₁ + R₂ (κατά σειράν σύνδεση)

2. Ηλεκτρομαγνητισμός

F_L =BIL ημφ   και   F_L =Buq ημφ

P_ηλ = IU    και   P_μηχ =Fu      και     P=W / t

Φ = ΒSσυνα

1. 3. Επαγωγή

U_επ = - n dΦ / dt             ¨Νόμος της Επαγωγής  ή νόμος του Faraday

U_επ = BLu ημφ             Επαγωγική τάση σε αγωγό που κινείται σε μαγνητικό πεδίο

(απόδειξη)

1. 4. Εναλλασσόμενο ρεύμα

U = U₀ ημωt                    U₀ = nBS ω      (απόδειξη)

= I_εν U_εν = I_εν² R

1. 5. Μετασχηματιστής

U_2εν = (n₂ / n₁) U_1εν

P₂ = P₁ (ιδανικός μετασχηματιστής)

Β. ΜΟΝΑΔΕΣ

Γράψετε τη μονάδα μέτρησης κάθε φυσικού μεγέθους

R                                         P                                              Β

I                                          S                                              Φ

U                                        L                                              u

q                                         F

t                                          ω

Ανδρέας Χρυσάνθου

14/05/2012