Exempla quaestionum et formularum pro lege Ampereiana de EMF inducta per transformatorem
Lex Amperii
1. Secundum H.C. Oersted, cursus electricus campum magneticum producit. Hanc theoriam explicans, spira cursus electricus ferens etiam campum magneticum producit. Spira quae, cum cursus electricus fert, campum magneticum similem ei quod a magnete vectigali producit producit est...
A. toroidis
B. solenoidum
C. filum convolutum
D. spira rectangularis
Disputatio
Magnet vectis duos polos habet: polum septentrionalem et polum meridionalem. Campus magneticus a magnete vectis generatus lineis campi magnetici repraesentatur, quae a polo septentrionali oriuntur et in polum meridionalem ingrediuntur.
Campus magneticus a magnete vectis generatus similis est campo magnetico a solenoide generato, ut in imagine a latere monstratur.
Solenoidum est longa spira filorum multis gyris praedita. Imago infra exemplum ostendit faciendi magnetem involvendo spiram filorum circa quam currentem electricum fert. Directio polorum magneticorum determinari potest regula manus dextrae utens.
Manum dextram extende, ita ut palma faciem tuam spectet. Pollicem extende et reliquos quattuor digitos versus faciem flecte. Directio flexuum quattuor digitorum directioni fluxus currentis in spira respondet, dum pollex versus polum septentrionalem campi magnetici spectat. Pollex versus axem N spectat, ergo N polum septentrionalem magnetis et M polum meridionalem magnetis repraesentat.
Responsum rectum est B.
Toroidis
2. Campus magneticus a toroide currentem electricum portante creatus directionem habet…
A. perpendicularis ad planum toroidis
B. circularis
C. ultro citroque
D. a tempore pendet
Disputatio
Toroides est solenoid circularis, ergo, regula manus dextrae adhibita, campus magneticus a toroide generatus directionem circularem habet.
Responsum rectum est B.
EMF Inductum
3. Si magnes in spiram movetur, vis electromotrix inducta inter fines spirae orietur. Hoc eventum causatur a...
A. Mutatio est in directione campi magnetici qui spiram secat.
B. mutatio est in polis magneticis qui spiram secant.
C. Numerus linearum vis magneticarum quae spiram secant mutatur.
D. numerus linearum vis magneticarum quae spiram secant reducitur.
Disputatio
Vis electromotrix inducta a campo magnetico variabili producitur. Magnitudo EMF inductae non a celeritate mutationis campi magnetici sed a celeritate mutationis fluxus magnetici pendet. Fluxus magneticus est numerus linearum campi magnetici per spiram transeuntium. Formula mathematica fluxus magnetici est Φ.B = BA cos θ. Si lineae campi magnetici perpendiculares sunt superficiei spirae, angulus formatus inter lineas campi magnetici et lineam normalem est 0.o, ubi cosinus est 0o = 1. Si lineae campi magnetici parallelae sunt superficiei spirae, angulus formatus est 90°.o, ubi cosinus est 90o = 0. Ita fluxus magneticus valorem minimum habet cum lineae campi magnetici parallelae sunt superficiei spirae et valorem maximum cum lineae campi magnetici perpendiculares sunt superficiei spirae.
Magnitudo facultatis electromotricis inductae per formulam inductionis Faraday computatur:
Signum negativum indicat vim electromotricem inductam currentem electricum in directione opposita origini mutationis fluxus generare. Haec sententia lex Lenziana appellatur.
Responsum rectum est C.
4. EMF inducta quae in spira oritur lineariter cum tempore crescit. Si area superficialis spirae constans manet et campus magneticus superficiei spirae perpendicularis est, tum possibilis graphus campi magnetici pro hac condicione est….
Disputatio
Magnitudo facultatis electromotricis inductae per formulam inductionis Faraday computatur:
Si campus electricus superficiei spirae perpendicularis est, tum:
dictis:
Si campus magneticus superficiei spirae perpendicularis est, formula fluxus magnetici est:
B = campus magneticus, A = area superficialis spirae.
Superficies spirae valorem fixum habet et campus magneticus superficiei spirae perpendicularis est, ergo valorem fixum habet.
Ergo, ex formula supra data, concludi potest id quod valorem facultatis electromotricis inductae afficit esse ratem mutationis fluxus; si rate mutationis fluxus maior est, tunc facultatem electromotricem inductam maiorem esse.
Responsum rectum est B.
TRANSFIGURATOR
5. Ad sequentem sententiam attende!
1. Numerus spirarum primariarum minor est quam numerus spirarum secundariarum.
2. Tensio primaria maior est quam tensio secundaria.
3. Currens primarius maior est quam cursus secundarius.
4. Potentia primaria minor est quam potentia secundaria.
Enuntiatum quod proprietatibus transformatoris elevatoris respondet est…
A. affirmationes 1 et 2
B. affirmationes 1 et 3
C. affirmationes 2 et 3
D. affirmationes 2 et 4
Disputatio
Transformator est instrumentum ad mutandam tensionem currentis alternantis (AC). Duo genera transformatorum sunt: transformatores elevatores et transformatores deorsum. Transformatores elevatores tensionem augent, dum transformatores deorsum tensionem minuunt.
Transformator elevatorius functionem habet ad tensionem augendam, ita ut eius proprietates sint:
1. Tensio primaria minor est, tensio secundaria maior.
2. Currens electricus primarius maior est, cursus electricus secundarius minor est.
3. Numerus spirarum primarum minor est, numerus spirarum secundariarum maior est.
Proprietates transformatoris deorsum ferentis tensionem ita minuunt ut proprietates hae sint:
1. Tensio primaria maior est, tensio secundaria minor est.
2. Currens electricus primarius minor est, cursus electricus secundarius maior est.
2. Numerus spirarum primarum maior est, numerus spirarum secundariarum minor est.
Vis electrica est energia electrica per intervallum temporis definitum adhibita. Energia conservatur, et ergo potentia quoque conservatur. Ergo, energia electrica in spira primaria aequalis est energiae electricae in spira secundaria, et ita vis electrica.
Formula potentiae electricae:
P = VI
Descriptio: P = potentia electrica, V = tensio electrica, I = fluxus electricus
Potentia constans, ergo ex hac formula concluditur, si tensio electrica magna est, tum currentem electricum parvum esse, ita ut productum tensionis electricae et currentis electrici valorem constantem habeat.
Responsum rectum est B.
