Exemplos de preguntas e fórmulas para a lei de Ampere da EMF inducida por transformador
Lei de Ampere
1. Segundo H.C. Oersted, unha corrente eléctrica produce un campo magnético. Desenvolvendo esta teoría, unha bobina que transporta corrente eléctrica tamén produce un campo magnético. Unha bobina que, ao transportar corrente eléctrica, produce un campo magnético similar ao producido por un imán de barra é...
A. toroide
B. solenoide
C. arame en espiral
D. bobina rectangular
Discusión
Un imán de barra ten dous polos: un polo norte e un polo sur. O campo magnético xerado por un imán de barra represéntase mediante liñas de campo magnético, que se orixinan no polo norte e entran no polo sur.
O campo magnético xerado por un imán de barra é similar ao campo magnético xerado por un solenoide, como na imaxe do lado.
Un solenoide é unha longa bobina de arame con moitas voltas. A imaxe de abaixo mostra un exemplo de como facer un imán envolvendo unha bobina de arame que transporta unha corrente eléctrica ao seu redor. A dirección dos polos magnéticos pódese determinar usando a regra da man dereita.
Estende a man dereita, colocándoa de xeito que a palma da man estea orientada cara á cara. Estende o polgar e dobra os outros catro dedos cara adiante, en dirección á cara. A dirección das curvas dos catro dedos corresponde á dirección do fluxo de corrente na bobina, mentres que o polgar apunta cara ao polo norte do campo magnético. O polgar apunta cara ao eixe N, polo que N representa o polo norte do imán e M representa o polo sur do imán.
A resposta correcta é B.
Toroide
2. O campo magnético creado por un toroide que transporta unha corrente eléctrica ten unha dirección….
A. perpendicular ao plano do toroide
B. circular
C. de ida e volta
D. depende do tempo
Discusión
Un toroide é un solenoide circular, polo que, usando a regra da man dereita, o campo magnético xerado polo toroide ten unha dirección circular.
A resposta correcta é B.
EMF inducida
3. Se un imán se move cara a dentro dunha bobina, producirase unha forza electromotriz inducida entre os extremos da bobina. Este evento é causado por...
A. Hai un cambio na dirección do campo magnético que corta a bobina.
B. hai un cambio nos polos magnéticos que cortan a bobina
C. Hai un cambio no número de liñas de forza magnéticas que cortan a bobina.
D. hai unha redución no número de liñas de forza magnéticas que cortan a bobina
Discusión
A forza electromotriz inducida prodúcese por un campo magnético cambiante. A magnitude da forza electromotriz inducida non depende da taxa de cambio do campo magnético, senón da taxa de cambio do fluxo magnético. O fluxo magnético é o número de liñas de campo magnético que pasan por unha bobina. A fórmula matemática para o fluxo magnético é ΦB = BA cos θ. Se as liñas do campo magnético son perpendiculares á superficie da bobina, entón o ángulo formado entre as liñas do campo magnético e a liña normal é 0o, onde o coseno é 0o = 1. Se as liñas do campo magnético son paralelas á superficie da bobina, o ángulo formado é de 90o, onde o coseno é 90o = 0. Polo tanto, o fluxo magnético ten un valor mínimo cando as liñas de campo magnético son paralelas á superficie da bobina e un valor máximo cando as liñas de campo magnético son perpendiculares á superficie da bobina.
A magnitude da forza electromotriz inducida calcúlase usando a fórmula da lei de indución de Faraday:
O signo negativo indica que a forza electromotriz inducida xera unha corrente eléctrica na dirección oposta á orixe do cambio de fluxo. Esta afirmación chámase lei de Lenz.
A resposta correcta é C.
4. A forza electromotriz inducida que se produce nunha bobina aumenta linealmente co tempo. Se a superficie da bobina permanece constante e o campo magnético é perpendicular á superficie da bobina, entón o posible gráfico do campo magnético para esta condición é...
Discusión
A magnitude da forza electromotriz inducida calcúlase usando a fórmula da lei de indución de Faraday:
Se o campo eléctrico é perpendicular á superficie da bobina, entón:
Información:
Se o campo magnético é perpendicular á superficie da bobina, a fórmula do fluxo magnético é:
B = campo magnético, A = superficie da bobina.
A superficie da bobina ten un valor fixo e o campo magnético é perpendicular á superficie da bobina, polo que ten un valor fixo.
Entón, baseándose na fórmula anterior, pódese concluír que o que inflúe no valor da fuerza electromotriz inducida é a taxa de cambio do fluxo; se a taxa de cambio do fluxo é maior, entón a fuerza electromotriz inducida é maior.
A resposta correcta é B.
Transformador
5. Presta atención á seguinte afirmación!
1. O número de enrolamentos primarios é menor que o número de enrolamentos secundarios
2. A tensión primaria é maior que a tensión secundaria
3. A corrente primaria é maior que a corrente secundaria
4. A potencia primaria é menor que a potencia secundaria
A afirmación que corresponde ás características dun transformador elevador de tensión é...
A. afirmacións 1 e 2
B. afirmacións 1 e 3
C. afirmacións 2 e 3
D. declaracións 2 e 4
Discusión
Un transformador é un dispositivo para cambiar a tensión da corrente alterna (CA). Hai dous tipos de transformadores: transformadores elevadores e transformadores reductores. Os transformadores elevadores aumentan a tensión, mentres que os transformadores reductores a reducen.
O transformador elevador de tensión ten como función aumentar a tensión de xeito que as súas características sexan:
1. A tensión primaria é menor, a tensión secundaria é maior
2. A corrente eléctrica primaria é maior, a corrente eléctrica secundaria é menor
3. Se o número de voltas primarias é menor, o número de voltas secundarias é maior
As características dun transformador reductor funcionan para reducir a tensión de xeito que as características son:
1. A tensión primaria é maior, a tensión secundaria é menor
2. A corrente eléctrica primaria é menor, a corrente eléctrica secundaria é maior
2. Canto maior sexa o número de espiras primarias, menor será o número de espiras secundarias.
A enerxía eléctrica é a enerxía eléctrica utilizada durante un intervalo de tempo específico. A enerxía consérvase e, polo tanto, a potencia tamén se conserva. Polo tanto, a enerxía eléctrica na bobina primaria é igual á enerxía eléctrica na bobina secundaria, e tamén o é a enerxía eléctrica.
Fórmula da enerxía eléctrica:
P = VI
Descrición: P = potencia eléctrica, V = tensión eléctrica, I = corrente eléctrica
Potencia constante, polo tanto, baseándose nesta fórmula, chégase á conclusión de que se a tensión eléctrica é grande, entón a corrente eléctrica é pequena, de xeito que o produto da tensión eléctrica e a corrente eléctrica ten un valor constante.
A resposta correcta é B.
