Amperes lovformel for transformatorindusert elektromagnetisk felt

Eksempelspørsmål og formler for Amperes lov for transformatorindusert elektromagnetisk felt

Amperes lov

1. Ifølge H.C. Oersted produserer en elektrisk strøm et magnetfelt. Ved å utvikle denne teorien produserer en spole som fører elektrisk strøm også et magnetfelt. En spole som, når den fører elektrisk strøm, produserer et magnetfelt som ligner på det som produseres av en stavmagnet er...

A. toroid
B. solenoid
C. spiraltråd
D. rektangulær spole

Diskusjon

En stavmagnet har to poler: en nordpol og en sydpol. Magnetfeltet som genereres av en stavmagnet er representert av magnetfeltlinjer, som starter fra nordpolen og går inn i sydpolen.
Magnetfeltet som genereres av en stangmagnet ligner på magnetfeltet som genereres av en solenoid, som på bildet på siden.
En solenoid er en lang trådspole med mange vindinger. Bildet nedenfor viser et eksempel på hvordan man lager en magnet ved å vikle en trådspole som fører en elektrisk strøm rundt seg. Retningen til de magnetiske polene kan bestemmes ved hjelp av høyrehåndsregelen.
Rekk ut høyre hånd, og plasser den slik at håndflaten vender mot ansiktet ditt. Rekk ut tommelen og bøy de fire andre fingrene fremover mot ansiktet. Retningen på bøyningene på de fire fingrene tilsvarer retningen på strømmen i spolen, mens tommelen peker mot nordpolen til magnetfeltet. Tommelen peker mot N-aksen, så N representerer nordpolen til magneten og M representerer sydpolen til magneten.
Det riktige svaret er B.

Toroid

2. Magnetfeltet som skapes av en toroid som fører en elektrisk strøm har en retning….

A. vinkelrett på toroidens plan
B. sirkulær
C. frem og tilbake
D. avhenger av tid

Diskusjon
En toroid er en sirkulær solenoid, så hvis man bruker høyrehåndsregelen, har magnetfeltet som genereres av toroiden en sirkulær retning.
Det riktige svaret er B.

Indusert EMF

3. Hvis en magnet beveges inn i en spole, vil det oppstå en indusert elektromotorisk kraft mellom endene av spolen. Denne hendelsen er forårsaket av...
A. Det er en endring i retningen på magnetfeltet som kutter spolen.
B. det er en endring i de magnetiske polene som kutter spolen
C. Det er en endring i antall magnetiske kraftlinjer som kutter spolen.
D. det er en reduksjon i antall magnetiske kraftlinjer som kutter spolen
Diskusjon
Indusert elektromotorisk kraft produseres av et magnetfelt i endring. Størrelsen på den induserte elektromotoriske kraften avhenger ikke av endringshastigheten til magnetfeltet, men av endringshastigheten til magnetisk fluks. Magnetisk fluks er antallet magnetfeltlinjer som passerer gjennom en spole. Den matematiske formelen for magnetisk fluks er Φ_B = BA cos θ. Hvis magnetfeltlinjene er vinkelrett på spolens overflateareal, er vinkelen som dannes mellom magnetfeltlinjene og normallinjen 0_o, hvor cosinus er 0_o = 1. Hvis magnetfeltlinjene er parallelle med spolens overflateareal, er vinkelen som dannes 90^o, hvor cosinus er 90^o = 0. Så den magnetiske fluksen har en minimumsverdi når magnetfeltlinjene er parallelle med spolens overflateareal og en maksimumsverdi når magnetfeltlinjene er vinkelrette på spolens overflateareal.
Størrelsen på den induserte elektromagnetiske kraften beregnes ved hjelp av Faradays induksjonslovs formel:

Det negative fortegnet indikerer at den induserte elektromotoriske kraften genererer en elektrisk strøm i motsatt retning av origo av fluksendringen. Denne påstanden kalles Lenz' lov.
Det riktige svaret er C.

4. Den induserte elektromagnetiske kraften som oppstår i en spole øker lineært med tiden. Hvis spolens overflateareal forblir konstant og magnetfeltet er vinkelrett på spolens overflate, er den mulige magnetfeltgrafen for denne tilstanden….

Diskusjon
Størrelsen på den induserte elektromagnetiske kraften beregnes ved hjelp av Faradays induksjonslovs formel:

Hvis det elektriske feltet er vinkelrett på spolens overflate, så:

Informasjon :

Hvis magnetfeltet er vinkelrett på spolens overflate, er formelen for magnetisk fluks:

B = magnetfelt, A = spolens overflateareal.
Spolens overflateareal har en fast verdi, og magnetfeltet er vinkelrett på spolens overflate, så den har en fast verdi.
Så basert på formelen ovenfor kan det konkluderes med at det som påvirker verdien av den induserte emk er endringshastigheten i fluksen. Hvis endringshastigheten i fluksen er større, er den induserte emk større.
Det riktige svaret er B.

transformator

5. Vær oppmerksom på følgende utsagn!
1. Antall primærviklinger er mindre enn antall sekundærviklinger
2. Primærspenningen er større enn sekundærspenningen
3. Primærstrømmen er større enn sekundærstrømmen
4. Primæreffekten er mindre enn sekundæreffekten
Utsagnet som samsvarer med egenskapene til en step-up-transformator er….
A. utsagn 1 og 2
B. utsagn 1 og 3
C. utsagn 2 og 3
D. utsagn 2 og 4
Diskusjon
En transformator er en enhet for å endre spenningen til vekselstrøm (AC). Det finnes to typer transformatorer: opptransformatorer og nedtransformatorer. Opptransformatorer øker spenningen, mens nedtransformatorer reduserer spenningen.
Steg-up-transformatoren fungerer for å øke spenningen slik at dens egenskaper er:
1. Primærspenningen er mindre, sekundærspenningen er større
2. Primærstrømmen er større, sekundærstrømmen er mindre
3. Antall primære vindinger er mindre, antall sekundære vindinger er mer

Egenskapene til en nedtrappingstransformator fungerer for å redusere spenningen slik at egenskapene er:
1. Primærspenningen er større, sekundærspenningen er mindre
2. Primærstrømmen er mindre, sekundærstrømmen er større
2. Antallet primærsvinger er større, antallet sekundærsvinger er mindre.

Elektrisk kraft er den elektriske energien som brukes over et bestemt tidsintervall. Energi er bevart, og derfor er også effekt bevart. Derfor er den elektriske energien i primærspolen lik den elektriske energien i sekundærspolen, og det samme er elektrisk kraft.
Formel for elektrisk kraft:
P = VI
Beskrivelse: P = elektrisk effekt, V = elektrisk spenning, I = elektrisk strøm
Konstant effekt, derfor basert på denne formelen konkluderes det med at hvis den elektriske spenningen er stor, så er den elektriske strømmen liten, slik at produktet av den elektriske spenningen og den elektriske strømmen har en konstant verdi.
Det riktige svaret er B.