Voorbeeldvrae en formules vir Ampere se wet van transformator-geïnduseerde EMF
Ampere se Wet
1. Volgens H.C. Oersted produseer 'n elektriese stroom 'n magneetveld. Deur hierdie teorie te ontwikkel, produseer 'n spoel wat elektriese stroom dra, ook 'n magneetveld. 'n Spoel wat, wanneer dit elektriese stroom dra, 'n magneetveld produseer soortgelyk aan dié wat deur 'n staafmagneet geproduseer word, is...
A. toroïde
B. solenoïde
C. opgerolde draad
D. reghoekige spoel
Bespreking
'n Staafmagneet het twee pole: 'n noordpool en 'n suidpool. Die magneetveld wat deur 'n staafmagneet gegenereer word, word voorgestel deur magnetiese veldlyne wat van die noordpool afkomstig is en die suidpool binnegaan.
Die magneetveld wat deur 'n staafmagneet opgewek word, is soortgelyk aan die magneetveld wat deur 'n solenoïde opgewek word, soos in die prentjie aan die kant.
'n Solenoïde is 'n lang draadspoel met baie windings. Die onderstaande beeld toon 'n voorbeeld van die maak van 'n magneet deur 'n draadspoel wat 'n elektriese stroom daarom dra, te draai. Die rigting van die magnetiese pole kan bepaal word met behulp van die regterhandreël.
Steek jou regterhand uit en plaas dit so dat die palm na jou gesig wys. Steek jou duim uit en buig die ander vier vingers vorentoe na jou gesig. Die rigting van die buigings van die vier vingers stem ooreen met die rigting van die stroomvloei in die spoel, terwyl die duim na die noordpool van die magneetveld wys. Die duim wys na die N-as, dus verteenwoordig N die noordpool van die magneet en M die suidpool van die magneet.
Die korrekte antwoord is B.
Toroïde
2. Die magneetveld wat deur 'n toroïde wat 'n elektriese stroom dra, geskep word, het 'n rigting….
A. loodreg op die vlak van die toroïde
B. sirkelvormig
C. heen en weer
D. hang af van tyd
Bespreking
'n Toroïde is 'n sirkelvormige solenoïde, dus met behulp van die regterhandreël het die magneetveld wat deur die toroïde gegenereer word 'n sirkelvormige rigting.
Die korrekte antwoord is B.
Geïnduseerde EMF
3. As 'n magneet in 'n spoel beweeg word, sal 'n geïnduseerde elektromotoriese krag tussen die punte van die spoel plaasvind. Hierdie gebeurtenis word veroorsaak deur...
A. Daar is 'n verandering in die rigting van die magneetveld wat die spoel sny.
B. daar is 'n verandering in die magnetiese pole wat die spoel sny
C. Daar is 'n verandering in die aantal magnetiese kraglyne wat die spoel sny.
D. daar is 'n vermindering in die aantal magnetiese kraglyne wat die spoel sny
Bespreking
Geïnduseerde elektromotoriese krag word geproduseer deur 'n veranderende magnetiese veld. Die grootte van die geïnduseerde EMF hang nie af van die tempo van verandering van die magnetiese veld nie, maar van die tempo van verandering van magnetiese vloed. Magnetiese vloed is die aantal magnetiese veldlyne wat deur 'n spoel gaan. Die wiskundige formule vir magnetiese vloed is Φ.B = BA cos θ. As die magneetveldlyne loodreg op die oppervlakte van die spoel is, dan is die hoek wat tussen die magneetveldlyne en die normaallyn gevorm word, 0o, waar kosinus 0 iso = 1. As die magneetveldlyne parallel is met die oppervlakte van die spoel, dan is die hoek wat gevorm word 90o, waar kosinus 90 iso = 0. Dus het die magnetiese vloed 'n minimumwaarde wanneer die magnetiese veldlyne parallel is met die oppervlakte van die spoel en 'n maksimumwaarde wanneer die magnetiese veldlyne loodreg is op die oppervlakte van die spoel.
Die grootte van die geïnduseerde emk word bereken met behulp van Faraday se wet van induksieformule:
Die negatiewe teken dui aan dat die geïnduseerde elektromotoriese krag 'n elektriese stroom in die teenoorgestelde rigting as die oorsprong van die vloedverandering genereer. Hierdie stelling word Lenz se wet genoem.
Die korrekte antwoord is C.
4. Die geïnduseerde EMF wat in 'n spoel voorkom, neem lineêr toe met tyd. As die oppervlakarea van die spoel konstant bly en die magneetveld loodreg op die oppervlak van die spoel is, dan is die moontlike magneetveldgrafiek vir hierdie toestand….
Bespreking
Die grootte van die geïnduseerde emk word bereken met behulp van Faraday se wet van induksieformule:
As die elektriese veld loodreg op die oppervlak van die spoel is, dan:
Inligting:
As die magneetveld loodreg op die oppervlak van die spoel is, is die formule vir die magnetiese vloed:
B = magnetiese veld, A = oppervlakte van die spoel.
Die oppervlakte van die spoel het 'n vaste waarde en die magneetveld is loodreg op die oppervlak van die spoel, dus het dit 'n vaste waarde.
Dus, gebaseer op die formule hierbo, kan die gevolgtrekking gemaak word dat wat die waarde van die geïnduseerde emk beïnvloed, die tempo van verandering van vloed is. As die tempo van verandering van vloed groter is, dan is die geïnduseerde emk groter.
Die korrekte antwoord is B.
transformator
5. Gee aandag aan die volgende stelling!
1. Die aantal primêre windings is minder as die aantal sekondêre windings
2. Die primêre spanning is groter as die sekondêre spanning
3. Die primêre stroom is groter as die sekondêre stroom
4. Primêre krag is kleiner as sekondêre krag
Die stelling wat ooreenstem met die eienskappe van 'n verhogingstransformator is….
A. stellings 1 en 2
B. stellings 1 en 3
C. stellings 2 en 3
D. stellings 2 en 4
Bespreking
'n Transformator is 'n toestel om die spanning van wisselstroom (WS) te verander. Daar is twee tipes transformators: opwaartse transformators en afwaartse transformators. Opwaartse transformators verhoog die spanning, terwyl afwaartse transformators die spanning verlaag.
Die verhogingstransformator funksioneer om die spanning te verhoog sodat die eienskappe daarvan is:
1. Primêre spanning is kleiner, sekondêre spanning is groter
2. Die primêre elektriese stroom is groter, die sekondêre elektriese stroom is kleiner
3. Die aantal primêre windings is minder, die aantal sekondêre windings is meer
Die eienskappe van 'n verlaagde transformator funksioneer om spanning te verminder sodat die eienskappe is:
1. Primêre spanning is groter, sekondêre spanning is kleiner
2. Die primêre elektriese stroom is kleiner, die sekondêre elektriese stroom is groter
2. Die aantal primêre windings is groter, die aantal sekondêre windings is minder.
Elektriese krag is die elektriese energie wat oor 'n spesifieke tydsinterval gebruik word. Energie word behou, en daarom word krag ook behou. Daarom is die elektriese energie in die primêre spoel gelyk aan die elektriese energie in die sekondêre spoel, en so ook elektriese krag.
Elektriese kragformule:
P = VI
Beskrywing: P = elektriese krag, V = elektriese spanning, I = elektriese stroom
Konstante drywing, dus gebaseer op hierdie formule, word die gevolgtrekking gemaak dat as die elektriese spanning groot is, dan is die elektriese stroom klein sodat die produk van die elektriese spanning en die elektriese stroom 'n konstante waarde het.
Die korrekte antwoord is B.
