Esempi di domande e formule per la legge di Ampère sulla forza elettromotrice indotta dai trasformatori.
Legge di Ampère
1. Secondo H.C. Oersted, una corrente elettrica produce un campo magnetico. Sviluppando questa teoria, anche una bobina percorsa da corrente elettrica produce un campo magnetico. Una bobina che, quando percorsa da corrente elettrica, produce un campo magnetico simile a quello prodotto da una barra magnetica è...
A. toroid
B. solenoid
C. filo avvolto
D. bobina rettangolare
Discussione
Una barra magnetica ha due poli: un polo nord e un polo sud. Il campo magnetico generato da una barra magnetica è rappresentato da linee di campo magnetico, che partono dal polo nord ed entrano nel polo sud.
Il campo magnetico generato da una barra magnetica è simile al campo magnetico generato da un solenoide, come illustrato nell'immagine a lato.
Un solenoide è una lunga bobina di filo con molte spire. L'immagine sottostante mostra un esempio di come realizzare un magnete avvolgendo attorno ad esso una bobina di filo percorsa da corrente elettrica. La direzione dei poli magnetici può essere determinata utilizzando la regola della mano destra.
Estendi la mano destra, posizionandola in modo che il palmo sia rivolto verso il viso. Estendi il pollice e piega le altre quattro dita in avanti, verso il viso. La direzione della flessione delle quattro dita corrisponde alla direzione del flusso di corrente nella bobina, mentre il pollice punta verso il polo nord del campo magnetico. Il pollice punta verso l'asse N, quindi N rappresenta il polo nord del magnete e M rappresenta il polo sud del magnete.
La risposta corretta è B.
Toroid
2. Il campo magnetico creato da un toroide percorso da corrente elettrica ha una direzione….
A. perpendicolare al piano del toroide
B. circolare
C. avanti e indietro
D. dipende dal tempo
Discussione
Un toroide è un solenoide circolare, quindi, applicando la regola della mano destra, il campo magnetico generato dal toroide ha direzione circolare.
La risposta corretta è B.
Campo elettromagnetico indotto
3. Se un magnete viene spostato all'interno di una bobina, si genererà una forza elettromotrice indotta tra le estremità della bobina. Questo fenomeno è causato da...
A. Si verifica un cambiamento nella direzione del campo magnetico che attraversa la bobina.
B. si verifica un cambiamento nei poli magnetici che tagliano la bobina
C. Si verifica una variazione nel numero di linee di forza magnetiche che attraversano la bobina.
D. si verifica una riduzione del numero di linee di forza magnetiche che tagliano la bobina
Discussione
La forza elettromotrice indotta è prodotta da un campo magnetico variabile. L'intensità della FEM indotta non dipende dalla velocità di variazione del campo magnetico, bensì dalla velocità di variazione del flusso magnetico. Il flusso magnetico è il numero di linee di campo magnetico che attraversano una bobina. La formula matematica per il flusso magnetico è Φ.B = BA cos θ. Se le linee del campo magnetico sono perpendicolari alla superficie della bobina, allora l'angolo formato tra le linee del campo magnetico e la linea normale è 0o, dove il coseno è 0o = 1. Se le linee del campo magnetico sono parallele alla superficie della bobina, l'angolo formato è di 90°.o, dove il coseno è 90o = 0. Quindi il flusso magnetico ha un valore minimo quando le linee di campo magnetico sono parallele alla superficie della bobina e un valore massimo quando le linee di campo magnetico sono perpendicolari alla superficie della bobina.
L'entità della forza elettromotrice indotta viene calcolata utilizzando la formula della legge di induzione di Faraday:
Il segno negativo indica che la forza elettromotrice indotta genera una corrente elettrica in direzione opposta all'origine della variazione di flusso. Questa affermazione è nota come legge di Lenz.
La risposta corretta è C.
4. La forza elettromotrice indotta in una bobina aumenta linearmente con il tempo. Se l'area della superficie della bobina rimane costante e il campo magnetico è perpendicolare alla superficie della bobina, allora il possibile grafico del campo magnetico in queste condizioni è...
Discussione
L'entità della forza elettromotrice indotta viene calcolata utilizzando la formula della legge di induzione di Faraday:
Se il campo elettrico è perpendicolare alla superficie della bobina, allora:
Informazione :
Se il campo magnetico è perpendicolare alla superficie della bobina, la formula del flusso magnetico è:
B = campo magnetico, A = area superficiale della bobina.
La superficie della bobina ha un valore fisso e il campo magnetico è perpendicolare alla superficie della bobina, quindi ha un valore fisso.
Sulla base della formula sopra riportata, si può quindi concludere che ciò che influenza il valore della forza elettromotrice indotta è la velocità di variazione del flusso; se la velocità di variazione del flusso è maggiore, anche la forza elettromotrice indotta sarà maggiore.
La risposta corretta è B.
trasformatore
5. Presta attenzione alla seguente affermazione!
1. Il numero degli avvolgimenti primari è inferiore al numero degli avvolgimenti secondari
2. La tensione primaria è maggiore della tensione secondaria
3. La corrente primaria è maggiore della corrente secondaria
4. La potenza primaria è inferiore alla potenza secondaria.
L'affermazione che corrisponde alle caratteristiche di un trasformatore elevatore è...
A. dichiarazioni 1 e 2
B. dichiarazioni 1 e 3
C. dichiarazioni 2 e 3
D. dichiarazioni 2 e 4
Discussione
Un trasformatore è un dispositivo che modifica la tensione della corrente alternata (CA). Esistono due tipi di trasformatori: trasformatori elevatori e trasformatori riduttori. I trasformatori elevatori aumentano la tensione, mentre i trasformatori riduttori la diminuiscono.
Il trasformatore elevatore di tensione ha la funzione di aumentare la tensione in modo che le sue caratteristiche siano:
1. La tensione primaria è minore, la tensione secondaria è maggiore
2. La corrente elettrica primaria è maggiore, la corrente elettrica secondaria è minore
3. Il numero di giri primari è minore, il numero di giri secondari è maggiore
Le caratteristiche di un trasformatore di abbassamento di tensione sono le seguenti:
1. La tensione primaria è maggiore, la tensione secondaria è minore
2. La corrente elettrica primaria è minore, la corrente elettrica secondaria è maggiore
2. Il numero di giri primari è maggiore, il numero di giri secondari è minore.
La potenza elettrica è l'energia elettrica utilizzata in un determinato intervallo di tempo. L'energia si conserva, e quindi anche la potenza si conserva. Pertanto, l'energia elettrica nella bobina primaria è uguale all'energia elettrica nella bobina secondaria, e quindi anche la potenza elettrica è uguale.
Formula dell'energia elettrica:
P = VI
Descrizione: P = potenza elettrica, V = tensione elettrica, I = corrente elettrica
Potenza costante, quindi, in base a questa formula, si conclude che se la tensione elettrica è elevata, allora la corrente elettrica è bassa, in modo che il prodotto della tensione elettrica e della corrente elettrica abbia un valore costante.
La risposta corretta è B.
