Elektromanyetik İndüksiyon Örneği, EMF İndüksiyon Soruları

Elektromanyetik İndüksiyonla İlgili 10 Örnek Soru (EMF İndüksiyonu)

1. Bir jeneratörde, N sarım sayısına ve A kesit alanına sahip bir bobin bulunmaktadır. Bobin, B manyetik alanındadır ve daha sonra döndürülmektedir. açısal hız ω, maksimum 50 voltluk indüklenmiş elektromotor kuvvet (EMF) oluşturacak şekilde ayarlanır. Manyetik alan orijinal değerinin yarısına, açısal hızı ise orijinal değerinin 4 katına değişirse, maksimum indüklenmiş EMF ne olur?

A. 25 volt

B. 50 volt

C. 100 volt

D. 200 volt

E. 250 volt

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Dönüş sayısı 1 (N₁) = N

Kesit alanı 1 (A₁) = bir

Manyetik alan 1 (B₁) = B

Açısal hız 1 (ω₁) = ω

Maksimum indüklenen EMF 1 (ε₁) = 50 Volt

Manyetik alan 2 (B₂) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5

Açısal hız 2 (ω₂) = 4ω = 4(1) = 4

Soruldu: Maksimum indüklenen EMF 2'dir (ε₂)

Cevap :

Maksimum indüklenen EMF denklemi:

ε_maks = NBA ω

Bilgi:

ε_maks = maksimum indüklenen elektromotor kuvveti, N = sarım sayısı, B = manyetik alan, A = kesit alanı, ω = açısal hız

Maksimum indüklenen EMF 1 (ε₁)

ε_maks = NBA ω

Eğer ω = 1 ve B = 1 ise

50 = N (1) A (1)

50 = NA

Maksimum indüklenen EMF 2 (ε₂)

ε_maks = NBA ω

NA = 50, B = 0,5, ω = 4

ε_maks = (50)(0,5)(4)

ε_maks = 100

Doğru cevap C şıkkıdır.

2. Jeneratörün ürettiği maksimum elektromotor kuvvetin orijinal değerin yarısı olması için, aşağıdaki ifadeye göre değiştirilmesi gereken miktar şudur...

A. Açısal hız ve dönüş sayısı iki katına çıkar.

B. Manyetik indüksiyon ve frekansı iki katına çıkar.

C. Kesit alanı iki katına çıkar ve periyot da iki katına çıkar.

D. Dönüş sayısı ve periyot orijinal değerin 4 katına çıkarılır.

E. Frekans ve periyot iki katına çıkarılır.

Pembahasan

Maksimum indüklenen EMF denklemi:

ε_maks = NBA ω

Bilgi:

ε_maks = maksimum indüklenen elektromotor kuvveti, N = sarım sayısı, B = manyetik alan, A = kesit alanı, ω = açısal hız

Eğer N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 ise ε_maks = NBA ω = (1)(1)(1)(1) = 1

A. Açısal hız (ω) ve dönüş sayısı (N) iki katına çıkarılır.

ε_maks = NBA ω

ε_maks = (2)(1)(1)(2)

ε_maks = 4

B. Manyetik indüksiyon (B) ve frekansı (f) iki katına çıkar.

Açısal hız (ω) = 2πf formülü geçerlidir. Frekans, açısal hızla doğru orantılıdır. böylece jeğer frekans (f) Eğer iki katına çıkarılırsa, açısal hız (ω) orijinalinin iki katı olur.

ε_maks = NBA ω

ε_maks = (1)(2)(1)(2)

ε_maks = 4

C. Kesit alanı (A) iki katına çıkarılmış ve periyot orijinalinin 4 katı olmuştur.

Açısal hız (ω) formülü = 2πf = 2π/T'dir. Periyot ters orantılıdır, yani periyot orijinalinin 4 katı olursa açısal hız orijinalinin 1/4 katı olur.

ε_maks = NBA ω

ε_maks = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

ε_maks = 1 / 2

D. Dönüş sayısı (N) ve periyot (T) 4 katına çıkarılır.

Açısal hız (ω) formülü = 2πf = 2π/T'dir. Periyot ters orantılıdır, yani periyot orijinalinin 4 katı olursa açısal hız orijinalinin 1/4 katı olur.

ε_maks = NBA ω

ε_maks = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

ε_maks = 1

E. Frekans (f) ve periyot (T) iki katına çıkarılır.

Frekans doğru orantılıdır. böylece jeğer frekans (f) Eğer periyot iki katına çıkarılırsa, açısal hız (ω) orijinalinin iki katı olur. Periyot ters orantılıdır, yani periyot orijinalinin 2 katı ise açısal hız orijinalinin yarısı olur. Sonuç olarak, açısal hız sabittir.

ε_maks = NBA ω

ε_maks = (1)(1)(1)(1)

ε_maks = 1

Doğru cevap C şıkkıdır.

3. 1.000 sarımlı bir bobindeki manyetik akı 0,2 saniyede 0,03 Wb'den 0,04 Wb'ye yükselir, böylece ortaya çıkan elektromotor kuvvet (EMF) değeri şöyledir: E₁. Eğer Aynı bobinde, manyetik akı 0,1 saniyede 0,02 Wb'den 0,04 Wb'ye değişirse, bunun sonucunda oluşan indüklenen elektromotor kuvvet (EMF) değeri E olur.₂E'nin karşılaştırılması₁ ve E₂ dır…

A. 1 : 1

B. 1 : 2

C. 1 : 4

D. 2 : 1

E. 4 : 1

Pembahasan

Şunlar bilinmektedir:

Dönüş sayısı (N) = 1000

Akış değişimi 1 (Dph₁) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb

Zaman aralığı 1 (Δt₁) = 0,2 saniye

İndüklenen EMF 1 = E₁

Akış değişimi 2 (Dph₁) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb

Zaman aralığı 2 (Δt₂) = 0,1 saniye

İndüklenen EMF 2 = E₂

Soruldu: E₁ : E₂

Cevap :

E Karşılaştırması₁ ve E₂ :

E₁ : E₂

50: 200

1: 4

Doğru cevap C şıkkıdır.

4. Bir bobin, homojen bir manyetik alana dik olarak nüfuz ederek indüklenmiş bir elektromotor kuvvet (EMF) oluşturur. Bobin, orijinal bobinin iki katı sarım sayısına sahip başka bir bobinle değiştirilirse ve manyetik akı değişim hızı sabit kalırsa, başlangıçtaki ve sondaki indüklenmiş EMF'lerin oranı nedir?

A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 3 : 1
E. 3 : 2

Pembahasan
Bilinen :
İlk tur sayısı (N) = 1
Son tur sayısı (N) = 2
Başlangıç ​​akış değişim hızı (ΔØ)_B / Δt) = son akı değişim oranı (ΔØ)_B /Δt)
Soruldu Başlangıç ​​ve son indüklenen elektromanyetik alanların karşılaştırılması
Cevab :

Faraday'ın tümevarım yasası formülü :
E = -N (ΔØ_B /Δt)
Açıklama: E = indüklenen elektromotor kuvvet, N = sarım sayısı, ΔØ_B / Δt = akış değişim hızı
Başlangıç ​​ve son indüklenen elektromanyetik alanların karşılaştırılması :
E başlangıç ​​: E bitiş
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
1: 2
Doğru cevap B şıkkıdır.

5. Başlangıç ​​koşulu (1)'de, 20 sarımlı bir bobinde manyetik akı 2 saniyede 5 Wb değişmektedir. Koşul (2)'de aynı akı değişimi 8 saniye sürmektedir. Koşul (1) ve (2)'deki indüklenen EMF'nin oranı nedir?

A. 1 : 1
B. 2 : 1
C. 3 : 1
D. 4 : 1
E. 4 : 3

Pembahasan
Bilinen :
Akış değişim hızı (ΔØ)_B / Δt) başlangıç ​​= 5/2
Akış değişim hızı (ΔØ)_B / Δt) son = 5/8
Dönüş sayısı (N) = 20
Soruldu Başlangıç ​​ve son indüklenen elektromanyetik alanların karşılaştırılması
Cevab :
E başlangıç ​​: E bitiş
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
20 (5/2) : 20 (5/8)
5/2: 5/8
1/1 : 1/4
4: 1
Doğru cevap D şıkkıdır.

6. Birinci bobinin manyetik akısı 200 sarımlıdır ve 0,4 saniyede 0,06 Wb değişmektedir. İkinci bobinde ise manyetik akı 0,2 saniyede 0,08 Wb değişmektedir. İkinci bobinin sarım sayısı, birinci bobinin sarım sayısının yarısı ile değiştirilirse, birinci ve ikinci bobinlerde oluşan indüklenen elektromotor kuvvetlerin oranı ne olur?
A. 2 : 3
B. 3 : 1
C. 3 : 4
D. 3 : 5
E. 3 : 8
Pembahasan
Bilinen :
Akış değişim hızı (ΔØ)_B / Δt) başlangıç ​​= 0,06/0,4
İlk tur sayısı (N) = 200
Akış değişim hızı (ΔØ)_B / Δt) son = 0,08/0,2
Son tur sayısı (N) = 100
Soruldu Başlangıç ​​ve son indüklenen elektromanyetik alanların karşılaştırılması
Cevab :
E başlangıç ​​: E bitiş
-N (ΔØ_B / Δt) : -N (ΔØ_B /Δt)
200 (0,06/0,4) : 100 (0,08/0,2)
2 (0,15) : 1 (0,4)
0,3: 0,4
3: 4

7. Aşağıdaki faktörler arasında:

(1) Bobin sarım sayısı

(2) Manyetik akının değişim hızı

(3) Manyetik alanın yönü

İndüklenen elektromanyetik alanı artıran şey…

A. (1), (2) ve (3)

B. (1) ve (2) yalnızca

C. (1) ve (3) yalnızca

D. (1) yalnızca

E. (2) yalnızca

Pembahasan

EMF, Elektromotor Kuvvet anlamına gelir. Başka bir deyişle, EMF, pil gibi bir elektrik akımı kaynağıdır. Faraday tarafından yapılan deneylere dayanarak, sabit bir manyetik alanın elektrik akımı üretemediği, ancak değişen bir manyetik alanın elektrik akımı üretebildiği keşfedilmiştir. Bu oluşan elektrik akımına indüklenmiş akım denir.

İndüklenen elektromanyetik alanı etkileyen faktörler, matematiksel olarak şu formülle ifade edilen Faraday'ın indüksiyon yasası kullanılarak belirlenebilir:

Yukarıdaki formüldeki negatif işaret, indüklenen akım tarafından üretilen manyetik alanın yönünün, indüklenen akımı üreten manyetik alanın yönünün her zaman tersi olduğunu açıklar.

Bilgi:

N = bobin sarım sayısı, B = manyetik alan, A = halka yüzey alanı, θ = Manyetik alan (B) ile bobinin yüzeyine dik olan çizgi (A) arasındaki açı.

Eğer B, bobinin yüzeyine dik ise, o zaman θ = 0^o böylece Φ_B = BA kosinüs 0^o = BA (1) = B A.

Eğer B, bobinin yüzeyine paralel ise, o zaman θ = 90^o böylece Φ_B = BA cos 90^o = BA (0) = 0.

Yukarıdaki formüle dayanarak, indüklenen elektromotor kuvveti artıran faktörlerin bobin sarım sayısı (N), manyetik akı değişim hızı ve manyetik alanın yönü (θ) olduğu sonucuna varılmıştır.).

Doğru cevap A şıkkıdır.

8. Aşağıdaki faktörler arasında:

(1) bobin sarım sayısı

(2) manyetik akının değişim hızı

(3) dış engeller

Bobinde oluşan elektromotor kuvveti etkileyen şey şudur:

A. (1) ve (3)

B. (1) ve (2)

C. (2) yalnızca

D. (2) ve (3)

E. (3) yalnızca

Pembahasan

Doğru cevap B şıkkıdır.

9. Aşağıdaki resme bakın! AB telinden I elektrik akımı geçiyorsa, AB telinin maruz kaldığı manyetik kuvvetin yönü nedir?

A. B'ye doğru
B. Solda
C. Sağa
D. Kağıt düzlemine dik
E. Kağıt düzlemine dik

Pembahasan
Bilinen :
Elektrik akımının yönü = A'dan B'ye (aşağı doğru)
Manyetik alanın yönü = mıknatısın kuzey kutbundan güney kutbuna doğru (sağa doğru)
Soruldu Manyetik kuvvetin yönü
Cevab :

Sağ el kuralı
Sağ elinizi uzatın, başparmağınızı düzleştirin ve diğer dört parmağınızı kapatın. Dört parmağınızı manyetik alanın yönünü (B) gösterecek şekilde düzenleyin. oyleyse Başparmak, yükün hareket yönünü (v) gösterir. Elektrik yükü pozitif ise, sağ elin avuç içi manyetik kuvvetin (F) yönüne bakar. Yük negatif ise, sağ elin sırtı manyetik kuvvetin (F) yönüne bakar.

Yukarıdaki problemde olduğu gibi, geleneksel elektrik akımının yönü, pozitif bir elektrik yükünün yönüyle aynıdır. Sağ el kuralını uygulayarak, manyetik kuvvetin yönü kağıt düzlemine diktir veya okuyucunun gözüne doğrudur.
Doğru cevap E şıkkıdır.

10. Şekilde gösterildiği gibi, I akımı taşıyan düz bir tel iki manyetik kutup arasına yerleştirilmiştir. Tel üzerindeki manyetik kuvvetin yönü, ... ile aynı yöndedir.

A. Pozitif z ekseni
B. Negatif z ekseni
C. Pozitif y ekseni
D. Negatif y ekseni
E. Pozitif x ekseni

Pembahasan
Bilinen :
Elektrik akımının yönü = sola doğru
Manyetik alan yönü = kuzeyden güneye (yukarı)
Soruldu Manyetik kuvvetin yönü
Cevab :
Sağ el kuralı uygulanırsa, manyetik kuvvetin yönü kağıt düzlemine diktir, okuyucunun gözünden uzaktır veya negatif z ekseni yönündedir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

Soru kaynağı:

Lise/Meslek Lisesi İçin Ulusal Fizik Sınavı Soruları