Cwestiynau a fformwlâu enghreifftiol ar gyfer cyfraith Ampere o EMF a achosir gan drawsnewidydd
Cyfraith Ampere
1. Yn ôl H.C. Oersted, mae cerrynt trydanol yn cynhyrchu maes magnetig. Wrth ddatblygu'r ddamcaniaeth hon, mae coil sy'n cario cerrynt trydanol hefyd yn cynhyrchu maes magnetig. Mae coil sydd, wrth gario cerrynt trydanol, yn cynhyrchu maes magnetig tebyg i'r un a gynhyrchir gan fagnet bar yn...
A. toroid
B. solenoid
C. gwifren wedi'i goiledu
D. coil petryalog
Trafodaeth
Mae gan fagnet bar ddau begwn: pegwn gogleddol a phegwn deheuol. Cynrychiolir y maes magnetig a gynhyrchir gan fagnet bar gan linellau maes magnetig, sy'n tarddu o begwn y gogledd ac yn mynd i mewn i begwn y de.
Mae'r maes magnetig a gynhyrchir gan fagnet bar yn debyg i'r maes magnetig a gynhyrchir gan solenoid, fel yn y llun ar yr ochr.
Mae solenoid yn goil hir o wifren gyda llawer o droadau. Mae'r ddelwedd isod yn dangos enghraifft o wneud magnet trwy lapio coil o wifren sy'n cario cerrynt trydan o'i gwmpas. Gellir pennu cyfeiriad y polion magnetig gan ddefnyddio'r rheol dde.
Estynnwch eich llaw dde, gan ei gosod fel bod y palmwydd yn wynebu eich wyneb. Estynnwch eich bawd a phlygwch y pedwar bys arall ymlaen tuag at eich wyneb. Mae cyfeiriad plygiadau'r pedwar bys yn cyfateb i gyfeiriad llif y cerrynt yn y coil, tra bod y bawd yn pwyntio tuag at begwn gogleddol y maes magnetig. Mae'r bawd yn pwyntio tuag at yr echelin N, felly mae N yn cynrychioli pegwn gogleddol y magnet ac mae M yn cynrychioli pegwn deheuol y magnet.
Yr ateb cywir yw B.
Toroid
2. Mae gan y maes magnetig sy'n cael ei greu gan toroid sy'n cario cerrynt trydan gyfeiriad….
A. perpendicwlar i blân y toroid
B. crwn
C. yn ôl ac ymlaen
Mae D. yn dibynnu ar amser
Trafodaeth
Mae toroid yn solenoid crwn felly gan ddefnyddio'r rheol dde, mae gan y maes magnetig a gynhyrchir gan y toroid gyfeiriad crwn.
Yr ateb cywir yw B.
EMF Ysgogedig
3. Os caiff magnet ei symud i mewn i goil, bydd grym electromotif anwythol yn digwydd rhwng pennau'r coil. Achosir y digwyddiad hwn gan...
A. Mae newid yng nghyfeiriad y maes magnetig sy'n torri'r coil.
B. mae newid yn y polion magnetig sy'n torri'r coil
C. Mae newid yn nifer y llinellau grym magnetig sy'n torri'r coil.
D. mae gostyngiad yn nifer y llinellau grym magnetig sy'n torri'r coil
Trafodaeth
Cynhyrchir grym electromotif ysgogedig gan faes magnetig sy'n newid. Nid yw maint yr EMF ysgogedig yn dibynnu ar gyfradd newid y maes magnetig ond ar gyfradd newid fflwcs magnetig. Fflwcs magnetig yw nifer y llinellau maes magnetig sy'n mynd trwy goil. Y fformiwla fathemategol ar gyfer fflwcs magnetig yw ΦB = BA cos θ. Os yw llinellau'r maes magnetig yn berpendicwlar i arwynebedd y coil, yna'r ongl a ffurfiwyd rhwng llinellau'r maes magnetig a'r llinell normal yw 0o, lle mae cosin yn 0o = 1. Os yw llinellau'r maes magnetig yn gyfochrog ag arwynebedd y coil yna'r ongl a ffurfiwyd yw 90o, lle mae cosin yn 90o = 0. Felly mae gan y fflwcs magnetig werth lleiaf pan fydd llinellau'r maes magnetig yn gyfochrog ag arwynebedd y coil a gwerth mwyaf pan fydd llinellau'r maes magnetig yn berpendicwlar i arwynebedd y coil.
Cyfrifir maint yr emf ysgogedig gan ddefnyddio fformiwla cyfraith anwythiad Faraday:
Mae'r arwydd negatif yn dangos bod y grym electromotif a achosir yn cynhyrchu cerrynt trydanol i'r cyfeiriad gyferbyn â tharddiad y newid fflwcs. Gelwir y datganiad hwn yn gyfraith Lenz.
Yr ateb cywir yw C.
4. Mae'r EMF ysgogedig sy'n digwydd mewn coil yn cynyddu'n llinol gydag amser. Os yw arwynebedd y coil yn aros yn gyson a bod y maes magnetig yn berpendicwlar i wyneb y coil, yna'r graff maes magnetig posibl ar gyfer y cyflwr hwn yw….
Trafodaeth
Cyfrifir maint yr emf ysgogedig gan ddefnyddio fformiwla cyfraith anwythiad Faraday:
Os yw'r maes trydan yn berpendicwlar i wyneb y coil yna:
Gwybodaeth:
Os yw'r maes magnetig yn berpendicwlar i wyneb y coil, y fformiwla fflwcs magnetig yw:
B = maes magnetig, A = arwynebedd y coil.
Mae gan arwynebedd y coil werth sefydlog ac mae'r maes magnetig yn berpendicwlar i wyneb y coil felly mae ganddo werth sefydlog.
Felly yn seiliedig ar y fformiwla uchod, gellir dod i'r casgliad mai'r hyn sy'n dylanwadu ar werth yr emf ysgogedig yw cyfradd newid y fflwcs, os yw cyfradd newid y fflwcs yn fwy yna mae'r emf ysgogedig yn fwy.
Yr ateb cywir yw B.
Trawsnewidydd
5. Rhowch sylw i'r datganiad canlynol!
1. Mae nifer y dirwyniadau cynradd yn llai na nifer y dirwyniadau eilaidd
2. Mae'r foltedd cynradd yn fwy na'r foltedd eilaidd
3. Mae'r cerrynt cynradd yn fwy na'r cerrynt eilaidd
4. Mae pŵer cynradd yn llai na phŵer eilaidd
Y datganiad sy'n cyfateb i nodweddion trawsnewidydd camu i fyny yw….
A. datganiadau 1 a 2
B. datganiadau 1 a 3
C. datganiadau 2 a 3
D. datganiadau 2 a 4
Trafodaeth
Dyfais ar gyfer newid foltedd cerrynt eiledol (AC) yw trawsnewidydd. Mae dau fath o drawsnewidyddion: trawsnewidyddion camu i fyny a thrawsnewidyddion camu i lawr. Mae trawsnewidyddion camu i fyny yn cynyddu foltedd, tra bod trawsnewidyddion camu i lawr yn lleihau foltedd.
Mae'r trawsnewidydd camu i fyny yn gweithredu i gynyddu'r foltedd fel bod ei nodweddion yn:
1. Mae'r foltedd cynradd yn llai, mae'r foltedd eilaidd yn fwy
2. Mae'r cerrynt trydan cynradd yn fwy, mae'r cerrynt trydan eilaidd yn llai
3. Mae nifer y troadau cynradd yn llai, mae nifer y troadau eilaidd yn fwy
Mae nodweddion trawsnewidydd cam i lawr yn gweithredu i leihau foltedd fel bod y nodweddion yn:
1. Mae'r foltedd cynradd yn fwy, mae'r foltedd eilaidd yn llai
2. Mae'r cerrynt trydan cynradd yn llai, mae'r cerrynt trydan eilaidd yn fwy
2. Mae nifer y troadau cynradd yn fwy, mae nifer y troadau eilaidd yn llai.
Pŵer trydanol yw'r ynni trydanol a ddefnyddir dros gyfnod penodol o amser. Mae ynni'n cael ei gadw, ac felly mae pŵer hefyd yn cael ei gadw. Felly, mae'r ynni trydanol yn y coil cynradd yn hafal i'r ynni trydanol yn y coil eilaidd, ac felly hefyd pŵer trydanol.
Fformiwla pŵer trydan:
P = VI
Disgrifiad: P = pŵer trydanol, V = foltedd trydanol, I = cerrynt trydanol
Pŵer cyson, felly yn seiliedig ar y fformiwla hon, y casgliad yw os yw'r foltedd trydan yn fawr, yna mae'r cerrynt trydan yn fach fel bod gan luoswm y foltedd trydan a'r cerrynt trydan werth cyson.
Yr ateb cywir yw B.
