Exemple de întrebări și formule pentru legea lui Ampere a câmpului electromotor indus de transformator
Legea lui Ampere
1. Conform lui H.C. Oersted, un curent electric produce un câmp magnetic. Dezvoltând această teorie, o bobină care transportă curent electric produce, de asemenea, un câmp magnetic. O bobină care, atunci când transportă curent electric, produce un câmp magnetic similar cu cel produs de un magnet tip bară este...
A. toroid
B. solenoid
C. sârmă spiralată
D. bobină dreptunghiulară
Pembahasan
Un magnet bară are doi poli: un pol nord și un pol sud. Câmpul magnetic generat de un magnet bară este reprezentat de liniile câmpului magnetic, care pornesc de la polul nord și intră în polul sud.
Câmpul magnetic generat de un magnet bară este similar cu câmpul magnetic generat de un solenoid, ca în imaginea din lateral.
Un solenoid este o bobină lungă de sârmă cu multe spire. Imaginea de mai jos prezintă un exemplu de realizare a unui magnet prin înfășurarea unei bobine de sârmă în jurul căreia circulă un curent electric. Direcția polilor magnetici poate fi determinată folosind regula mâinii drepte.
Întinde mâna dreaptă, poziționând-o astfel încât palma să fie orientată spre față. Întinde degetul mare și îndoiește celelalte patru degete înainte, spre față. Direcția îndoiturii celor patru degete corespunde direcției fluxului de curent în bobină, în timp ce degetul mare este îndreptat spre polul nord al câmpului magnetic. Degetul mare este îndreptat spre axa N, deci N reprezintă polul nord al magnetului, iar M reprezintă polul sud al magnetului.
Răspunsul corect este B.
Toroid
2. Câmpul magnetic creat de un toroid prin care trece un curent electric are o direcție….
A. perpendiculară pe planul toroidului
B. circulară
C. înainte și înapoi
D. depinde de timp
Pembahasan
Un toroid este un solenoid circular, deci folosind regula mâinii drepte, câmpul magnetic generat de toroid are o direcție circulară.
Răspunsul corect este B.
EMF indus
3. Dacă un magnet este mișcat într-o bobină, o forță electromotoare indusă va apărea între capetele bobinei. Acest eveniment este cauzat de...
A. Există o schimbare în direcția câmpului magnetic care taie bobina.
B. există o schimbare a polilor magnetici care taie bobina
C. Există o modificare a numărului de linii magnetice de forță care taie bobina.
D. există o reducere a numărului de linii magnetice de forță care taie bobina
Pembahasan
Forța electromotoare indusă este produsă de un câmp magnetic variabil. Magnitudinea câmpului electromotor indus nu depinde de rata de variație a câmpului magnetic, ci de rata de variație a fluxului magnetic. Fluxul magnetic este numărul de linii de câmp magnetic care trec printr-o bobină. Formula matematică pentru fluxul magnetic este ΦB = BA cos θ. Dacă liniile câmpului magnetic sunt perpendiculare pe suprafața bobinei, atunci unghiul format între liniile câmpului magnetic și linia normală este 0o, unde cosinusul este 0o = 1. Dacă liniile câmpului magnetic sunt paralele cu suprafața bobinei, atunci unghiul format este de 90°o, unde cosinusul este 90o = 0. Deci fluxul magnetic are o valoare minimă atunci când liniile câmpului magnetic sunt paralele cu suprafața bobinei și o valoare maximă atunci când liniile câmpului magnetic sunt perpendiculare pe suprafața bobinei.
Mărimea forței electromotoare induse se calculează folosind formula legii inducției a lui Faraday:
Semnul negativ indică faptul că forța electromotoare indusă generează un curent electric în direcția opusă originii schimbării fluxului. Această afirmație se numește legea lui Lenz.
Răspunsul corect este C.
4. FEM-ul indus care apare într-o bobină crește liniar în timp. Dacă suprafața bobinei rămâne constantă și câmpul magnetic este perpendicular pe suprafața bobinei, atunci graficul posibil al câmpului magnetic pentru această condiție este….
Pembahasan
Mărimea forței electromotoare induse se calculează folosind formula legii inducției a lui Faraday:
Dacă câmpul electric este perpendicular pe suprafața bobinei, atunci:
Informație :
Dacă câmpul magnetic este perpendicular pe suprafața bobinei, formula fluxului magnetic este:
B = câmp magnetic, A = suprafața bobinei.
Suprafața bobinei are o valoare fixă, iar câmpul magnetic este perpendicular pe suprafața bobinei, deci are o valoare fixă.
Deci, pe baza formulei de mai sus, se poate concluziona că ceea ce influențează valoarea forței electromotoare induse este rata de modificare a fluxului; dacă rata de modificare a fluxului este mai mare, atunci forța electromotoare indusă este mai mare.
Răspunsul corect este B.
transformator
5. Acordați atenție următoarei afirmații!
1. Numărul de înfășurări primare este mai mic decât numărul de înfășurări secundare
2. Tensiunea primară este mai mare decât tensiunea secundară
3. Curentul primar este mai mare decât curentul secundar
4. Puterea primară este mai mică decât puterea secundară
Afirmația care corespunzătoare caracteristicilor unui transformator ridicător de tensiune este….
A. afirmațiile 1 și 2
B. afirmațiile 1 și 3
C. afirmațiile 2 și 3
D. afirmațiile 2 și 4
Pembahasan
Un transformator este un dispozitiv pentru modificarea tensiunii curentului alternativ (CA). Există două tipuri de transformatoare: transformatoare elevatoare de tensiune și transformatoare descendente de tensiune. Transformatoarele elevatoare de tensiune cresc tensiunea, în timp ce transformatoarele descendente o scad.
Transformatorul elevator de tensiune are rolul de a crește tensiunea astfel încât caracteristicile sale să fie:
1. Tensiunea primară este mai mică, tensiunea secundară este mai mare
2. Curentul electric primar este mai mare, curentul electric secundar este mai mic
3. Numărul de spire primare este mai mic, numărul de spire secundare este mai mare
Caracteristicile unui transformator coborător au rolul de a reduce tensiunea, astfel încât caracteristicile să fie:
1. Tensiunea primară este mai mare, tensiunea secundară este mai mică
2. Curentul electric primar este mai mic, curentul electric secundar este mai mare
2. Numărul de spire primare este mai mare, numărul de spire secundare este mai mic.
Energia electrică este energia electrică utilizată într-un interval de timp specific. Energia se conservă și, prin urmare, și puterea se conservă. Prin urmare, energia electrică din bobina primară este egală cu energia electrică din bobina secundară, la fel și puterea electrică.
Formula energiei electrice:
P = VI
Descriere: P = putere electrică, V = tensiune electrică, I = curent electric
Putere constantă, prin urmare, pe baza acestei formule, se concluzionează că dacă tensiunea electrică este mare, atunci curentul electric este mic, astfel încât produsul dintre tensiunea electrică și curentul electric are o valoare constantă.
Răspunsul corect este B.
